Ejemplos de la Ley de Charles

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Ley de Charles:

La Ley de Charles es una ley de los gases que relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas a presión constante. 

En 1787 Charles descubrió que el volumen del gas a presión constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta (en grados Kelvin): V = k · T (k es una constante).
Por lo tanto: V1 / T1 = V2 / T2

Lo cual tiene como consecuencia que:
  • Si la temperatura aumenta el volumen aumenta
  • Si la temperatura disminuye el volumen disminuye
Representación esquemática de la Ley de Charles
Nota: también se le llama Ley de Charles y Gay-Lussac por un trabajo publicado por este último en 1803.

Ejemplos de Ley de Charles:
  • Ejemplo 1: Calentamos una muestra de Hidrógeno (H2) a la presión constante de 1 atmósfera. Empezamos con 75 ml a 100ºK (-173ºC) y vamos subiendo de 100 en 100. Los valores del volumen obtenidos han sido:
    • Estado 1: 100ºK y 75 ml → V/T = 0,75 = k
    • Estado 2: 200ºK y 150 ml → V/T = 0,75 = k
    • Estado 3: 300ºK y 225 ml → V/T = 0,75 = k
    • Estado 4: 400ºK y 300 ml → V/T = 0,75 = k
    • Estado 5: 500ºK y 375 ml → V/T = 0,75 = k
resultados del experimento
  • Ejemplo 2: un gas ocupa un volumen de 5,5 litros a una temperatura de -193 ºC. Si la presión permanece constante, calcular a qué temperatura en volumen sería de 7,5 litros.

    Solución: ya que relacionamos temperatura con volumen a presión constante, aplicamos la Ley de Charles: V1 / T1 = V2 / T2, donde:
    • T1 = -193ºC → 273 + (-193) = 80 ºK
    • V1 = 5,5 litros, V2 = 7,5 litros
    Despejamos la incógnita T2 :
    • V1 / T1 = V2 / T2 T2 = V2 / (V1 / T1
    • T2 = 7,5 / (5,5 / 80) = 109,1 ºK 
Ejercicios de la Ley de Charles:

Ejercicio 1: una determinada cantidad de neón ocupa 0,3 litros a 200ºC. Calcular el volumen que ocuparía a 0ºC si la presión se mantiene constante.

Ejercicio 2: una determinada cantidad de oxígeno ocupa 2,5 litros a 50ºC. Calcular la temperatura a la que ocupará 1 litro.


Leyes de los Gases: 

    versión 3 (15/09/2015)