Ley de Charles

La ley de Charles es una de las leyes de los gases. Esta relaciona  el volumen y la temperatura de una cantidad especifica de gas ideal, a una presión constante, a través de una constante de proporcionalidad directa.

Jacques Charles fue un inventor, científico y matemático francés, que para el año 1788 descubrió la ley que hoy lleva su nombre.

Su descubrimiento fue previo al de Louis Joseph Gay-Lussac, quien publicó en 1802 la ley de expansión de los gases. Por lo tanto, hoy en día sus conclusiones probadas han sido denominadas Ley de Charles o de Charles-Gay Laussac como es costumbre cuando se da crédito por investigaciones independientes que arriban a idénticos resultados.

La ley de Charles se puede enunciar de la siguiente manera:

A presión constante, los volúmenes que ocupa una masa gaseosa son directamente proporcionales a las temperaturas absolutas.

La expresión matemática de esta ley es la siguiente: V/T = K; por lo tanto al estar la presión constante, la expresión queda:

V1.T2 = V2.T1

Por ejemplo.

• Cierta masa de un gas, ocupa a presión constante, un volumen de 3,5 litros a la temperatura de 27 °C. ¿Cuál será el nuevo volumen ocupado por el gas a la temperatura de 50 °C?

Datos:

V1 = 3,5 litros

T1 = 27 °C

T2 = 50 °C

V2 = ?

Primeramente, se debe transformar las temperaturas de °C a K. Para ello se le debe sumar 273. 

T1 = 27 °C + 273 = 300 K

T2 = 50 °C + 273 = 323 K

Ahora, para hallar el V2 se debe despejar la fórmula principal:

V1.T2 = V2.T1

V2 = V1.T2 / T1

V2 = 3,5 litros. 323 K ÷ 300 K

V2 = 3,77 litros 

• Un gas, a presión constante y a la temperatura de 17 °C, ocupa un volumen de 258 ml. Determine la temperatura (Kelvin) necesaria para que el volumen aumente a 520 ml. 

Datos:

V1 = 258 ml

T1 = 17 °C

T2 = ?

V2 = 520 ml

V1.T2 = V2.T1

T2 = V2.T1 / V1

T2 = 520 ml x 17 °C ÷ 258 ml

T2 = 34,26 °C + 273 = 307, 26 K