Ley de Boyle

En honor a Robert Boyle (1627-1691), quien estableció por primera vez sobre la base de sus propios experimentos. En la cual se menciona que para una cantidad de gas, se encuentra experimentalmente que,  a una buena aproximación, el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión absoluta que se le aplica cuando la temperatura se mantiene constante.

Esto es donde P es la presión absoluta. Por ejemplo, si la presión en un gas se duplica, el volumen se reduce a la mitad de su volumen original.

La ley de Boyle también describe que: 

Esto es, a una temperatura constante, si se permite que la presión o el volumen del gas varié, la otra variables también cambia de modo que el producto PV permanece constante.

Figura 1.1 Esta imagen muestra el volumen ocupado por una misma masa de gas, a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión que soporta.

Figura 1.2

En esta gráfica se muestra que P contra V para una temperatura fija. 

Referencias: 

Briceño, J. Cardona, A. Cobos, R. y Rivera, S. (2011). Leyes de los gases. Recuperado de: http://es.slideshare.net/amerycka/leyes-de-los-gases-9144365

Ley de Gay-Lussac

Joseph Louis Gay-Lussac fue un físico francés que en el año de 1802 observó que todos los gases se expanden a una misma fracción de volumen para un mismo aumento en la temperatura, lo que le reveló la existencia de un coeficiente de expansión térmica común.

La ley de Gay- Lussac establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.

Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.

Por lo tanto afirma que:

A volumen constante, al presión absoluta de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta. 

Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P₁ y a una temperatura T₁ al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T₂, entonces la presión cambiará a P₂, y se cumplirá:

 

Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta. Las temperaturas han de expresarse en Kelvin.

Figura 3.1 Esta imagen muestra

si el volumen de una masa dada de gas permanece invariable, al variar la temperatura cambia la presión en razón directa de la temperatura absoluta (Kelvin).

Un ejemplo familiar es que un frasco cerrado o una lata de aerosol que se lanzan al fuego explotaran a causa del aumento en la presión del gas interior, resultado del aumento de temperatura.

Las leyes de Boyle, Charles y Gay- Lussac en realidad no son leyes en el sentido en que se usa este término en la actualidad, es decir, en el sentido de precisión, profundidad y validez de amplio rango. En realidad se trata de aproximaciones que son precisas solo para gases reales en tanto la presión y la densidad del gas no sean demasiadas altas y el gas no esté demasiado cerda de la licuefacción (condensación).

Referencias: 

Colegio San Jose de Guanentá. Gases. Recuperado de: http://quimicacolguanenta.es.tl/Gases.htm

Giancoli, C. Douglas. Física. Principios con aplicaciones. Sexta edición. Pearson Educación, México, 2006. Paginas 361-366