LEY COMBINADA

 ¿Que es la ley Combinada ?

La ley combinada de los gases es aquella que unifica las leyes de Charles, la ley de Gay-Lussac y la ley de Boyle. En esta ley se relaciona las variables de presión, volumen y temperatura de una cantidad fija de un gas.

¡Veamos! algunos datos mas acerca de esta ley: 

                                                                               creado por: ambientalistas 

Formula:

Matemáticamente, se expresa como:

Donde:

• $P$ es la presión del gas,
• $V$ es el volumen del gas,
• $T$ es la temperatura del gas en Kelvin.

Esta combinación de leyes señala lo siguiente:

• La presión es inversamente proporcional al volumen y directamente proporcional a la temperatura.
• El volumen es directamente proporcional a su temperatura.

Por lo tanto, la ley de los gases combinados, establece claramente que:

La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante.

Veamos un ejemplo

A la temperatura de 25 ºC y a la presión de 690 mmHg, cierta cantidad de oxígeno ocupa un volumen de 80 ml. ¿Cuál será el volumen ocupado por el gas en condiciones normales?

Solución paso a paso

Analizamos el problema y lo que hacemos primero es reunir nuestros datos.

T1 = 25 ºC + 273 = 298 K

P1 = 690 mmHg

V1 = 80 ml

V2= ?

Sabiendo nuestra fórmula

Como nos están indicando que el gas que ocupa un recipiente, se encuentra en condiciones normales, los parámetros para la misma, es que la temperatura se encuentre a los 0 ºC = 273 K y la presión sea 760 mmHg = 1 atmósfera.

Entonces: P2 = 760 mmHg y T2 = 273 K

Despejamos V2 de la fórmula general y queda:

Se realiza las sustituciones y operaciones correspondientes, quedando:

Finalmente, el volumen queda: V2 = 66,54 ml, lo cual en litros sería: 0,067 litros.

Actividad 

1.     Problema 1: Un gas a O ºC y 600 mmHg de presión, tiene un volumen de 500 ml. Si la presión es aumentada a 800 mmHg y el volumen varía a 600 ml. Determine la nueva temperatura expresada en grados Celsius.

R   Rta:159.09°C

2.  Problema 2: Un gas que ocupaba un volumen de 528 ml a la presión de 745 mmHg y a la temperatura de 12 ºC, fue dejado expandirse hasta que el volumen midió 890 ml a la temperatura de 30 ºC. ¿A qué presión estará sometido el gas?

R  Rta:672.32mmHg

3.  Problema 3: Un gas a 20 °C20°C y 700 mmHg700mmHg de presión, tiene un volumen de 400 ml400ml. Si la presión es aumentada a 900 mmHg900mmHg y el volumen varía a 500 ml500ml. Determina la nueva temperatura expresada en grados Celsius.

R   Rta:200.20°C

4   Problema 4:Un gas que ocupaba un volumen de 650 ml650ml a la presión de 800 mmHg800mmHg y a la temperatura de 25 °C25°C, fue dejado expandirse hasta que el volumen midió 950 ml950ml a la temperatura de 35 °C35°C. ¿A qué presión estará sometido el gas?

    Rta: 597.61mmHg

    Laboratorio para mostrar la ley:  

    Efecto de la temperatura en la presión de un gas en un recipiente cerrado"

Objetivo: Observar cómo la presión de un gas en un recipiente cerrado cambia con la temperatura, demostrando la relación de la Ley Combinada de los Gases.

Materiales necesarios:

·         Un cilindro graduado de vidrio o un recipiente cerrado con un tapón ajustado

·         Un termómetro

·         Un manómetro (opcional, para medir la presión)

·         Agua caliente

·         Agua fría

·         Hielo

·         Un soporte para el cilindro

·         Un cronómetro o temporizador

Procedimiento:

1.       Preparación del sistema:

·    Llena el cilindro graduado o el recipiente cerrado con aire, asegurándote de que no haya fugas. Anota el volumen inicial del gas (VV).

·    Si es posible, conecta un manómetro al recipiente para medir la presión.

2.       Medición de la presión inicial:

·    Coloca el recipiente en un baño de agua fría (puedes usar agua helada) y deja que se estabilice durante unos minutos.

·    Mide y registra la temperatura del agua (T1T1​) y la presión del gas en el manómetro (P1P1​).

3.       Calentamiento del gas:

·    Retira el recipiente del agua fría y colócalo en un baño de agua caliente. Asegúrate de que el agua caliente cubra el recipiente adecuadamente.

·    Mide y registra la nueva temperatura del agua (T2T2​) en el momento en que el sistema se estabiliza.

4.       Medición de la presión final:

·    Observa y registra la nueva presión del gas en el manómetro (P2P2​) después de que el recipiente ha estado en el agua caliente durante unos minutos.

5.       Análisis de resultados:

·    Compara los valores iniciales y finales de presión y temperatura.

·    Discute cómo el aumento de temperatura afecta la presión del gas en el recipiente cerrado, y cómo esto se relaciona con la Ley Combinada de los Gases.

Conclusiones:

·         A medida que la temperatura del gas aumenta, la presión también aumenta, lo que demuestra que la presión de un gas es directamente proporcional a su temperatura cuando el volumen se mantiene constante.

·         Comprueba si el experimento cumple de manera práctica la relación entre presión, temperatura y volumen de un gas, de acuerdo con la Ley Combinada de los Gases.