La Fórmula de la Ley de Boyle

La ley de Boyle es un caso especial de la ley de los gases ideales. Esta ley se aplica solo a gases ideales mantenidos a una temperatura constante, permitiendo que solo cambien el volumen y la presión.

Fórmula de la Ley de Boyle

La ley de Boyle se expresa como:
P_iV_i = P_fV_f
dónde
P_i = presión inicial
V_i = volumen inicial
P_f = presión final
V_f = volumen final

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Debido a que la temperatura y la cantidad de gas no cambian, estos términos no aparecen en la ecuación.

Lo que la ley de Boyle significa es que el volumen de una masa de gas es inversamente proporcional a su presión. Esta relación lineal entre presión y volumen significa que duplicar el volumen de una masa dada de gas disminuye su presión a la mitad.

Es importante recordar que las unidades para las condiciones iniciales y finales son las mismas. No comience con libras y pulgadas cúbicas para las unidades de presión y volumen iniciales y espere encontrar pascales y litros sin convertir las unidades primero.

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Hay otras dos formas comunes de expresar la fórmula de la ley de Boyle.

De acuerdo con esta ley, a temperatura constante, el producto de presión y volumen es una constante:

PV = c

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o

P 1 1 / V

Problema de Ejemplo de la Ley de Boyle

Un volumen de 1 L de un gas está a una presión de 20 atm. Una válvula permite que el gas fluya hacia un recipiente de 12 L, conectando los dos recipientes. ¿Cuál es la presión final de este gas?

Un buen lugar para comenzar este problema es escribir la fórmula de la ley de Boyle e identificar qué variables conoces y cuáles quedan por encontrar.

La fórmula es:

P₁V₁ = P₂V₂

Ya sabes:

Presión inicial P₁ = 20 atm
Volumen inicial V₁ = 1 L
volumen final V₂ = 1 L + 12 L = 13 L
presión final P₂ = variable a encontrar

P₁V₁ = P₂V₂

Dividiendo ambos lados de la ecuación por V₂ te da:

P₁V₁ / V₂ = P₂

Rellenando los números:

(20 atm) (1 L)/(13 L) = presión final

presión final = 1,54 atm (no es el número correcto de cifras significativas, para que lo sepas)

Si todavía está confundido, es posible que desee revisar otro problema de la Ley de Boyle que haya funcionado.

Datos Interesantes de la Ley de Boyle

• La ley de Boyle fue la primera ley física escrita como una ecuación que describía la dependencia de dos variables. Antes de esto, una variable era todo lo que tenías.
• La ley de Boyle también se conoce como la ley de Boyle-Mariotte o la ley de Mariotte. El angloirlandés Boyle publicó su ley en 1662, pero el físico francés Edme Mariotte encontró la misma relación de forma independiente en 1679.
• Aunque la ley de Boyle describe el comportamiento de un gas ideal, se puede aplicar a gases reales a una temperatura normal y baja presión (ordinaria). A medida que aumentan la temperatura y la presión, los gases comienzan a desviarse de cualquier variación de la ley de los gases ideales.

Ley de Boyle y Otras Leyes de los Gases

La ley de Boyle no es el único caso especial de la ley de los gases ideales. Otras dos leyes comunes son la ley de Charles (presión constante) y la ley de Gay-Lussac (volumen constante).