LEY DE GAY LUSSAC

 

LEY DE GAY-LUSSAC

Relaciona el efecto de la variación de la temperatura sobre la presión de un gas, cuando el volumen permanece constante. Como se observa en la siguiente gráfica, a medida que aumenta la temperatura también aumenta la presión de este. Lo que indica que la temperatura y la presión de un gas son variables directamente proporcionales

La ecuación que representa esta Ley es:

Donde 

P1= Presión inicial

T1=Temperatura inicial

P2= Presión final

T2= Temperatura final

Veamos un Ejemplo

Problema.

-Un gas, a una temperatura de 35°C y u presión de 440 mm de Hg, se  calienta hasta su presión sea de 760 mm de Hg. se el volumen permanece constante ¿Cual e sla temperatura final del gas °C?

Solución 

Si leemos detalladamente el problema nos podremos dar cuenta que las condiciones iniciales de temperatura y presión nos las dan como datos, al igual que la presión final, pero el único dato que no nos dan es la temperatura final, y la cual nos piden en °C.

Vamos a colocar nuestros datos:

${\displaystyle P_1=}$

 P1=440 mm de Hg.

${\displaystyle T_1=}$

T1 =35°C + 273 = 308 °K

${\displaystyle P_2=}$

P2=760 mm de Hg.

${\displaystyle T_2=}$

 T2=?

He sumado a 35° la cantidad de 273, para poder hacer la conversión a grados Kelvin. Es muy importante que lo conviertan sino no dará el resultado que esperamos.

Ahora, usamos la fórmula para esta ley, la cual colocaré de nuevo.

Dejando a T2 

Nos queda 

Ahora sustuimos los datos 

Pero nos piden el resultado en °C, por lo que restaremos 273 a la cantidad resultante en grados Kelvin.

Como podemos observar en las condiciones iniciales del problema, la temperatura aumentó y como resultado también la presión, esto quiere decir que hemos resuelto el problema con éxito.

ACTIVIDAD

Problema 1. La presión del aire en un matraz cerrado es de 460 mm de Hg a 45°C. ¿Cuál es la presión del gas si se calienta hasta 125°C y el volumen permanece constante. 

Rta. 575.72 mm de Hg

Problema 2.Un gas contenido en un recipiente se encuentra sometido a una presión de 2 atmósferas a la temperatura de 27°C. ¿qué temperatura adquiere si se le aplica una presión de 3 atmósferas?

Rta. 450°K

Problema 3. Un gas produce una presión de 4 atmósferas a la temperatura de 47°C. ¿Qué presión produce a la temperatura de 127°C?

Rta. 5atm

Problema 4. En un cilindro metálico se encuentra un gas que recibe una presión atmosférica de 760 mm de Hg, y cuando su temperatura es de 10°C , con el manómetro se registra una presión de 950 mm de Hg. Si al exponer el cilindro a la intemperie eleva su temperatura a 45°C debido a los rayos del sol, calcular:

 

a)  ¿Cuál es la presión absoluta que tiene el gas encerrado en el tanque?

 

b)  ¿Cuál es la presión manométrica?

Rta. a. 1921.4 mm de Hg

       b. 1161.4 mm de Hg

Laboratorio ley de gay Lussac

 

Efecto de la temperatura en la presión del aire en un frasco de vidrio"

Objetivo: Observar cómo la presión del aire en un frasco de vidrio cambia con la temperatura, demostrando la relación de la Ley de Gay-Lussac.

Materiales necesarios:

·       Un frasco de vidrio con tapa (tipo frasco de conservas)

·       Un termómetro

·       Agua caliente

·       Agua fría

·       Un recipiente grande (para el agua caliente)

·       Un cronómetro o temporizador

·       Un manómetro de presión (opcional, si se desea medir la presión)

Procedimiento:

1.       Preparación del frasco:

·       Llena el frasco de vidrio hasta la mitad con agua. Esto ayudará a estabilizar la temperatura dentro del frasco.

·       Coloca el termómetro en el agua dentro del frasco y asegúrate de que esté sumergido.

2.       Medición de la temperatura inicial:

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

·       Registra la temperatura del agua fría (T1T1​) y la presión del aire dentro del frasco, si estás usando un manómetro (P1P1​).

3.       Calentamiento del frasco:

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

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

4.       Medición de la presión final:

·       Si tienes un manómetro, observa y registra la nueva presión del aire dentro del frasco (P2P2​) después de que el frasco 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 aire en el frasco, y cómo esto se relaciona con la Ley de Gay-Lussac.

Conclusiones

·       A medida que la temperatura del aire en el frasco 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.

·       Este experimento practica la relación entre presión y temperatura de un gas, de acuerdo con la Ley de Gay-Lussac, sin la necesidad de globos o un recipiente cerrado.

 

${\displaystyle \frac{P_1}{T_1}=\frac{P_2}{T_{\mathrm{<br>}}}}$