En primer lugar, ¿qué es la ley de los gases combinados? Bueno, como su nombre lo indica, combina los tres casos especiales de una ley de gas ideal, es decir, la Ley de Boyles, la Ley de Charles y la Ley de Gay-Lussac. En otras palabras, es una mera unificación de tres casos de las leyes de los gases ideales.
Por otra parte, cuando los tres casos especiales, es decir, la Ley de Boyles, la Ley de Charles y la Ley de Gay-Lussac se mezclan además con la Ley de Avogadro; el resultado final se convierte en la Ley de los Gases Ideales de la Termodinámica.
Sin mencionar que no hay ningún fundador oficial de esta ley. Sin embargo, el enunciado oficial de esta ley de los gases dice
La relación del producto de la presión-volumen y la temperatura absoluta (en kelvins) de un sistema permanece constante, mientras la cantidad de sustancia del gas permanezca invariable
- Proceso de unificación para la ley de los gases combinados
- Fórmula de la Ley de los Gases Combinados
- Forma Normal
- Forma especial
- Problema de ejemplo de la ley combinada de los gases
- El volumen inicial del gas es 10L y el volumen final es 5L. Calcular la presión final del gas. Dado que la temperatura inicial es de 300K, la temperatura final es de 250k, y la presión inicial es de 30K Pa.
Proceso de unificación para la ley de los gases combinados
Como dije arriba, esta ley no es más que una alianza de otras tres leyes de los gases que funciona cuando todo se mantiene constante, excepto la temperatura, la presión y el volumen.
- La Ley de Boyles establece que a una temperatura determinada, la presión de una masa dada de un gas es inversamente proporcional a su volumen.
- La Ley de Charles establece que cuando la presión del gas de muestra se mantiene constante, la temperatura y el volumen estarán directamente relacionados.
- La Ley de Gay Lussac establece que cuando el volumen del gas de muestra se mantiene constante, la temperatura y la presión estarán directamente relacionadas.
Finalmente, cuando se fusionan la Ley de Boyle, la de Charle y la de Gay Lussac, obtenemos la Ley de los Gases Combinados. Además, cuando la Ley de los Gases Combinados se sustituye con la Ley de Avogadro, se obtiene la Ley de los Gases Ideales.
Fórmula de la Ley de los Gases Combinados
De acuerdo con la definición de la Ley de los Gases Combinados, la fórmula de la Ley de los Gases Combinados puede ser representada en dos formas diferentes, es decir, la Forma Normal y la Forma Especial. Veamos ambas ecuaciones una por una:
Forma Normal
Matemáticamente, podemos representar esta ley de los gases como:
donde,
P = Presión del gas
V = Volumen del gas
T = Temperatura del gas (en Kelvin)
k = Constante
Forma especial
Si tenemos que comparar la misma sustancia bajo dos condiciones diferentes, entonces la fórmula combinada de la ley de los gases se puede plantear como:
donde,
P1 = Presión inicial del gas
V1 = Volumen inicial del gas
T1 = Temperatura inicial del gas
P2 = Presión final del gas
V2 =Volumen final del gas
T2 = Temperatura final del gas
Problema de ejemplo de la ley combinada de los gases
El volumen inicial del gas es 10L y el volumen final es 5L. Calcular la presión final del gas. Dado que la temperatura inicial es de 300K, la temperatura final es de 250k, y la presión inicial es de 30K Pa.
Aquí, utilizaremos la forma especial de la fórmula de la ley combinada de los gases es decir
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