Ley de Charles

Animación: presión y masa constantes.

La ley de Charles es una de las leyes de los gases. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenida a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa.

En esta ley, Jacques Charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura, el volumen del gas disminuye al igual que la temperatura. ​Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con la energía cinética debido al movimiento de las moléculas del gas. Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor velocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.

La ley fue publicada primero por Gay-Lussac en 1803, pero hacía referencia al trabajo no publicado de Jacques Charles, de alrededor de 1787, lo que condujo a que la ley sea usualmente atribuida a Charles. La relación había sido anticipada anteriormente en los trabajos de Guillaume Amontons en 1702.

Por otro lado, Gay-Lussac relacionó la presión y la temperatura como magnitudes directamente proporcionales en la llamada segunda ley de Gay-Lussac.

Volumen sobre temperatura: Constante (K -en referencia a sí mismo)

${\frac {V}{T}}=k_{2}$

o también:

$V=k_{2}T\qquad$

donde:

• V es el volumen.
• T es la temperatura absoluta (es decir, medida en Kelvin).
• k₂ es la constante de proporcionalidad.

Además puede expresarse como:

${\frac {V_{1}}{T_{1}}}={\frac {V_{2}}{T_{2}}}$

donde:

$V_{1}\,$= Volumen inicial

$T_{1}\,$= Temperatura inicial

$V_{2}\,$= Volumen final

$T_{2}\,$= Temperatura final

Despejando T₁ se obtiene:

$T_{1}={\frac {V_{1}\cdot T_{2}}{V_{2}}}$

Despejando T₂ se obtiene:

$T_{2}={\frac {V_{2}\cdot T_{1}}{V_{1}}}$

Despejando V₁ es igual a:

$V_{1}={\frac {V_{2}\cdot T_{1}}{T_{2}}}$

Despejando V₂ se obtiene:

$V_{2}={\frac {V_{1}\cdot T_{2}}{T_{1}}}$

Un buen experimento para demostrar esta ley es el de calentar una lata con un poco de agua, al hervir el agua se sumerge en agua fría y su volumen cambia.

Referencias

Manzano L (2018), Química Moderna, Lima:c Coecev

Véase también

• Ley de los gases ideales
• Jacques Charles
• Louis Joseph Gay-Lussac
• Ley de Gay-Lussac
• Ley de Boyle-Mariotte
• Segunda ley de Gay-Lussac
• Ley general de los gases
• Dilatación térmicasebastian o