Leyes de los Gases

Todo gas ideal está formado por pequeñas partículas (átomos o moléculas).  Las moléculas gaseosas se mueven a altas velocidades, en forma recta y desordenada.

El volumen de un gas depende tanto de la presión como de la temperatura. Por eso, vale la pena determinar una relación entre el volumen, la presión, la temperatura y la masa de un gas.

Las leyes que describen las relaciones entre estas variables son:

• La ley de Boyle
• La ley de Charles
• La ley de Gay-Lussac

Estas derivan de la ecuación de las gases ideales.

El siguiente video explica las leyes de los gases:
 

Un ejemplo de las leyes en la aplicación de la vida diaria es: 

“El buceo libre”

Tenemos los pulmones llenos de aire aprox. de 4 a 6 L de aire. Aunque el volumen de aire sea grande solo una pequeña cantidad está en contacto con la sangre, es decir la cantidad que está en los alveolos, distribuyéndose por todo el sistema. Si seguimos así a 40 m. bajo el agua, siendo el límite del buceo libre sin tanque la presión que tenemos  será de 5 atm de presión y  un volumen de 1 L aprox. 10 m. a estaremos a 2 atm de presión.

Tendríamos 3 litros, a medida que vamos bajando tenemos que se estará aumentando la presión en el agua, aprox. la presión aumenta a razón de 1 atm por cada 10 metros.

Entonces ¿Qué pasaría si se empieza a subir hacia la superficie y la presión baja? El volumen en los pulmones  va ir aumentar de acuerdo  con la ley de Boyle,   la presión va ir disminuyendo. Nuestro volumen se expandió tanto que prácticamente no detectamos Oxigeno,  ahora sí llegamos automáticamente a un estado de anoxia. Según la  Ley de Charles y Gay-Lussac a volumen constante,  el incremento de presión de un gas,  es proporcional al incremento de su temperatura. 

Mientras que a Presión constante, el Volumen de  un gas es directamente
proporcional a la  temperatura ambiental. Si dejamos cargado un tanque al sol, es posible  que explote o salte su válvula de seguridad; y sin ser tan drásticos, esta ley nos recuerda que si nos cargan un tanque "en caliente", al medir su presión manométrica,  dará un valor más alto que cuando  se introduzca en el agua y se enfríe. Esta Ley más que al buceador, cuya  temperatura se mantiene  constante, afecta a los mecanismos que utiliza, que están sometidos a diferencias de temperatura. El volumen de un  gas o masa de gases  experimenta  variaciones  en razón  directamente  proporcional a la  presión que soporta.

Figura 1 Apneísta practicando el buceo libre.

Fuentes de consulta:

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

Gomez, G. (2013). Leyes de los gases aplicadas al cuerpo humano. Recuperado de: https://prezi.com/yhtt0qtf0ceg/leyes-de-los-gases-aplicadas-al-cuerpo-humano/

IPN. Ley de Charles. Recuperado de: http://servicios.encb.ipn.mx/polilibros/fisicoquimica/gases/Ley%20charles.htm

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