Relación entre la presión y el
volumen de un gas cuando la temperatura es constante
Fue descubierta por Robert Boyle en
1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle,
pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que
en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle
y Mariotte.
La ley de Boyle
establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es
inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la
temperatura es constante.
El volumen es inversamente
proporcional a la presión:
•Si la presión aumenta, el volumen
disminuye. •Si la presión disminuye, el volumen
aumenta.
¿Por qué ocurre esto?
Al aumentar el volumen, las partículas
(átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del
recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo
contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta
representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.
Cuando disminuye el volumen la
distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por
tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la
presión.
Lo que Boyle descubrió es que si la
cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto
de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.
Como hemos visto, la expresión matemática de esta
ley es:
(el producto de la presión por el
volumen es constante)
Supongamos que tenemos un cierto
volumen de gas V1 que se encuentra a una presión
P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de
gas hasta un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará
a P2, y se cumplirá:
que es otra manera de expresar la ley de
Boyle.
Ejemplo:
4.0 L de un gas están a 600.0 mmHg de presión. ¿Cuál
será su nuevo volumen si aumentamos la presión hasta 800.0 mmHg?
Solución: Sustituimos los valores en la ecuación
P1V1 = P2V2.
(600.0 mmHg) (4.0 L) =(800.0 mmHg)
(V2)
Si despejas V2 obtendrás un valor para el
nuevo volumen de 3L.