LEY DE CHARLES
En 1787, el físico francés J. Charles propuso
por primera vez la relación proporcional entre el volumen y la temperatura de
los gases a presión constante, y observó que cuando se aumentaba la temperatura
el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.
El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas:
- Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta.
- Si la temperatura del gas disminuye, el volumen del gas disminuye.
¿Por
qué ocurre esto?
Cuando aumentamos la temperatura del gas las
moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las
paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad
de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la
presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se
desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).
Lo que Charles descubrió es que si la
cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el
volumen y la temperatura siempre tiene el mismo valor.
Matemáticamente podemos
expresarlo así:
V / T = k
Supongamos que tenemos un cierto
volumen de gas V1 que se encuentra a una temperatura T1 al comienzo del
experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la
temperatura cambiará a T2, y se cumplirá:
V1 / T1 = V2 / T2
que es otra
manera de expresar la ley de Charles.
Esta ley se
descubre casi ciento cuarenta años después de la de Boyle debido a que cuando
Charles la enunció se encontró con el inconveniente de tener que relacionar el
volumen con la temperatura Celsius ya que aún no existía la escala absoluta de
temperatura.
Como se aprecia en la figura 1. A presión
constante el volumen de un gas aumenta al aumentar la temperatura absoluta.
Figura 1.A
Mas información en la pagina:
*Hewit,Paul G. (2007) Física conceptual, décima edición, México, Ed: Pearson. (Versión original 2006)
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