Definición y Ejemplos de la Ley Combinada de los Gases

La ley de los gases combinados combina las tres leyes de los gases: la Ley de Boyle, la Ley de Charles y la Ley de Gay-Lussac. Establece que la relación del producto de presión y volumen y la temperatura absoluta de un gas es igual a una constante. Cuando la ley de Avogadro se agrega a la ley de los gases combinados, se obtiene la ley de los gases ideales. A diferencia de las leyes de los gases nombradas, la ley de los gases combinados no tiene un descubridor oficial. Es simplemente una combinación de las otras leyes de los gases que funciona cuando todo, excepto la temperatura, la presión y el volumen, se mantiene constante.

Fórmulas Combinadas de la Ley de los Gases

Hay un par de ecuaciones comunes para escribir la ley de los gases combinados. La ley clásica relaciona la ley de Boyle y la ley de Charles con el estado:

¿Qué Es el Bórax y Cómo Se Usa?

PV / T = k

donde P = presión, V = volumen, T = temperatura absoluta (Kelvin) y k = constante.

La constante k es una constante verdadera si el número de moles del gas no cambia. De lo contrario, varía.

Conductividad y Elementos Conductores

Otra fórmula común para la ley de gases combinados relaciona las condiciones" antes y después " de un gas:

P₁V₁ / T₁ = P₂V₂ / T₂

Colores de Metales de Transición en Solución Acuosa

Ejemplo

Encuentre el volumen de un gas en STP cuando se recogen 2,00 litros a 745,0 mm Hg y 25,0 grados Celsius.

Para resolver el problema, primero debe identificar qué fórmula usar. En este caso, la pregunta se refiere a las condiciones en STP, para que sepa que está lidiando con un problema de "antes y después". A continuación, debe comprender STP. Si aún no lo ha memorizado (y probablemente debería, ya que aparece mucho), STP se refiere a "temperatura y presión estándar", que es de 273 Kelvin y 760.0 mm Hg.

Debido a que la ley funciona con temperatura absoluta, debe convertir 25.0 grados Celsius a la escala Kelvin. Esto te da 298 Kelvin.

En este punto, puede insertar los valores en la fórmula y resolver lo desconocido. Un error común que cometen algunas personas cuando son nuevas en este tipo de problema es confundir qué números van juntos. Es una buena práctica identificar las variables. En este problema son:

P₁ = 745,0 mm de Hg
V₁ = 2,00 L
T₁ = 298 K
P₂ = 760,0 mm de Hg
V₂ = x (la incógnita que estás resolviendo)
T₂ = 273 K

A continuación, tome la fórmula y configúrela para resolver la " x " desconocida, que en este problema es V_2:

P₁V₁ / T₁ = P₂V₂ / T₂

Multiplique de forma cruzada para borrar las fracciones:

P₁V₁T₂ = P₂V₂T₁

Dividir para aislar V_2:

V₂ = (P₁V₁T₂) / (P₂T₁)

Conecta los números y resuelve para V2:

V₂ = (745,0 mm Hg · 2,00 L * 273 K) / (760 mm Hg · 298 K)
V₂ = 1,796 L

Informe el resultado utilizando el número correcto de cifras significativas:

V₂ = 1,80 L

Aplicaciones

La ley combinada de gases tiene aplicaciones prácticas cuando se trata de gases a temperaturas y presiones ordinarias. Al igual que otras leyes de los gases basadas en el comportamiento ideal, se vuelve menos precisa a altas temperaturas y presiones. La ley se utiliza en termodinámica y mecánica de fluidos. Por ejemplo, se puede usar para calcular la presión, el volumen o la temperatura del gas en las nubes para pronosticar el clima.

Fuentes

• Clausius, R. (1857). "Ueber die Art der Bewegung, welche wir Wärme nennen" (en inglés). Annalen der Physik und Chemie (edición española) (en alemán). 176 (3): 353–79. doi:10.1002/andp.18571760302
• Moran; Shapiro (2000). Fundamentos de la Termodinámica de Ingeniería (4ª ed.). Wiley. ISBN 0-471-31713-6.
• Raymond, Kenneth W. (2010). Química General, Orgánica y Biológica: Un Enfoque Integrado (3ª ed.). John Wiley & Sons. ISBN 9780470504765.