Leyes de los gases y unidades de temperatura

Según los experimentos de Gay-Lussac, Charles, Boyle y Mariotte, podemos obtener la siguiente expresión fisica:

$$\frac { PV }{ T } =K$$

$$\frac { { P }_{ 1 }{ V }_{ 1 } }{ { T }_{ 1 } } =\frac { { P }_{ 2 }{ V }_{ 2 } }{ { T }_{ 2 } } $$

Si mantenemos una de las magnitudes constante podemos obtener las principales leyes de los gases:

Ley de Boyle-Mariotte

Esta ley se aplica cuando la temperatura es constante. Teniendo en cuenta la ley general de los gases, obtenemos que:

$$PV=k$$

$${ P }_{ 1 }{ V }_{ 1 }={ P }_{ 2 }{ V }_{ 2 }$$

Como el volumen es inversamente proporcional a la presión que ejerce el gas, la función que describe la gráfica P-V es una hipérbola.

Ley de Charles

La ley la aplicamos cuando la presión es constante. Usando de nuevo la ley general de los gases, tenemos que:

$$\frac { V }{ T } =k$$

$$\frac { { V }_{ 1 } }{ { T }_{ 1 } } =\frac { { V }_{ 2 } }{ { T }_{ 2 } } $$

Al ser la temperatura directamente proporcional al volumen del gas, la gráfica V-T es una recta.

Ley de Gay-Lussac

Esta ley se aplica cuando el volumen es constante. Usando la ley general de los gases tenemos:

$$\frac { P }{ T } =k$$

$$\frac { { P }_{ 1 } }{ { T }_{ 1 } } =\frac { { P }_{ 2 } }{ { T }_{ 2 } } $$

La gráfica P-T también forma una recta.

Nota: Siempre que usemos las leyes, tenemos que usar la temperatura absoluta, es decir, la unidad de temperatura tiene que ser Kelvin (K).

Temperatura:

Es una magnitud que se encarga de medir las nociones de calor. Además, es una magnitud escalar, por lo que no tiene dirección, sentido ni punto de aplicación:

En cuanto a unidades, podemos distinguir tres unidades principales, aunque hay varias más:

Celsius:

Definida por Celsius, se describe como:

$$T\left( ºC \right) =T\left( K \right) -273'15$$

Se mide en grados centígrados (grados Celsius), su símbolo es ºC y es la resta del equivalente de la temperatura en Kelvin y 273'15.

Kelvin:

Definida por Kelvin, se describe como:

$$T\left( K \right) =T\left( ºC \right) +273'15$$

Se mide en Kelvin, su símbolo es K y es la suma entre su equivalente en grados Celsius y 273'15. Además, es la unidad básica de temperatura en el Sistema Internacional de Unidades.

Fahrenheit:

Definida por Fahrenheit, se describe como:

$$T\left( ºF \right) =T\left( ºC \right) \cdot \frac { 9 }{ 5 } +32$$

Se mide en Fahrenheit, su símbolo es ºF y es la suma entre el producto de su equivalente en grados Celsius con 1'8 y 32.