Ley de Charles
Si bien las Leyes de los Gases Ideales son varias como lo podemos ver al final del video, en este apartado nos dedicaremos a estudiar la Ley de Charles.
Míralo con atención para seguir este viaje.
Transcripción del video
Para cualquier gas, la relación entre la temperatura y el volumen es directamente proporcional. Si todo lo demás se mantiene constante, a medida que suba la temperatura, el volumen también aumenta y cuando baja la temperatura de un gas, también lo hace su volumen. Si calientas un gas se expande, las partículas se mueven más rápidamente y ocupan mayor espacio. Imagínate un globo que se expande cuando las partículas del gas chocan contra sus paredes al expandirse. Eso mantiene la presión constante. Cuanto más rápido se muevan las partículas, más presionarán sobre las paredes del globo expandiéndose. Por el contrario, si enfrías el gas, apoyas el globo sobre hielo. Eso aminora el movimiento de las partículas. Y entonces el globo se contrae. Jacques Charles tiene la autoría sobre esta ley de los gases que relaciona la temperatura y el volumen. Pese a que no la publicó. Debe haber estado muy ocupado dando paseos en globos aerostáticos. Un colega suyo, yo se fluí gue el USAC fue quien la publicó, pero muy honradamente le dio la autoría a Charles.
La ley de Charles sostiene que para una cantidad dada de gas a una presión constante, la temperatura y el volumen son directamente proporcionales. Volumen es proporcional a temperatura. Lo puedes escribir de modo matemático. Así B es igual a k por T, donde B es igual a volumen T es igual a la temperatura en grados Kelvin y K es una constante de proporcionalidad. Podemos reacomodar esta ecuación para que se lea así. Ve sobre qué es igual acá. O dicho de otro modo, la proporción del volumen sobre la temperatura es una constante Ya. Con mucha frecuencia. La ley de Charles es utilizada para comparar dos situaciones un antes y un después. En este caso podrás decir que ve uno sobre T1 es igual a K y b2 sobre T2 es igual a K, con lo cual podrás escribir la ley de Charles. De esta manera B1 sobre T1 es igual a v2 sobre T2. Veamos un ejemplo Un globo aerostático posee un volumen de 2800 metros cúbicos a 99 grados Celsius. Cuál será el volumen si el aire es enfriado a 80 grados Celsius?
Escribiremos la ley de Charles en el formato del antes y el después. Ve uno sobre T1 es igual a B2 sobre T2. Sustituimos por la que ya conocemos. Recuerda convertir las temperaturas a grados Kelvin que el bien es igual a grados Celsius más 273,15. De uno es igual a 372,15 Kelvin. De dos es igual a 353,15 Kelvin. 2800 metros cúbicos sobre 372,15 Kelvin es igual a B2. Sobre 353,15 Kelvin. Resolvemos dos multiplicando ambos lados por 353,15 Kelvin. 353,15 Kelvin por 2800 metros cúbicos, sobre 372,15 Kelvin es igual a B2. B2 es igual a 2657 metros cúbicos. Aquí tenemos otro ejemplo. A cero grados Celsius, un gas ocupa veinti 2,4 litros. A qué temperatura debería estar en grados Celsius para alcanzar un volumen de 25,0 litros? Ve uno por uno es igual a B2 por dos. Convertimos la temperatura a grados Kelvin. Kelvin es igual a grados Celsius más 273,15. De uno es igual a 273,15 Kelvin. Sustituimos por lo que ya conocemos. 22,4 litros. Sobre 273,15 Kelvin. Es igual a 25,0 litros sobre dos.
Resolvemos de dos. Me gusta multiplicar. Cruzado veinti 2,4 litros por T2 es igual a 273,15 Kelvin por 25,0 litros. T2 es igual a 273,15 Kelvin por 25,0 litros sobre veinti 2,4 litros t2 es igual a 304,9 Kelvin. Convertimos a grados Celsius. Grados Celsius es igual a Kelvin. Menos doscientos setenta y tres coma quince T dos es igual a treinta y uno coma siete grados Celsius. La ley de Charles vincula la temperatura y el volumen de un gas. Pero existen otras leyes de los gases que relacionan otras variables esenciales asociadas con los gases. La ley de Vail describe la relación entre la presión y el volumen. La Ley de Gail USAC rige la relación entre la presión y la temperatura y la ley combinada de los gases pone a las tres juntas temperatura, presión y volumen. Ten en cuenta que para usar cualquiera de estas leyes, la cantidad de gas debe ser constante. La ley de Avogadro describe la relación entre el volumen y la cantidad de gas. Por lo general. En términos de n la cantidad de moles.
Cuando combinamos las cuatro leyes obtenemos la ley ideal de los gases. Para decidir cuál de las leyes de los gases utilizar al momento de resolver un problema, te conviene hacer una lista para saber cuál es la información que tienes y cuál es la que necesitas. Si no cuentas con una variable y si se mantiene constante en el problema, entonces no la necesitarás en tu ecuación.