Si atrapa una muestra de aire y mide su volumen en diferentes presiones (constante temperatura), puede determinar una relación entre volumen y presión. Si hace este experimento, encontrará que a medida que aumenta la presión de una muestra de gas, su volumen disminuye. En otras palabras, el volumen de una muestra de gas a temperatura constante es inversamente proporcional a su presión. El producto de la presión multiplicado por el volumen es una constante:
PV = k o V = k / P o P = k / V
donde P es presión, V es volumen, k es constante y la temperatura y la cantidad de gas se mantienen constantes. Esta relación se llama Ley de Boyle, después Robert Boyle, quien lo descubrió en 1660.
Conclusiones clave: problemas de química de la ley de Boyle
- En pocas palabras, Boyle afirma que para un gas a temperatura constante, la presión multiplicada por el volumen es un valor constante. La ecuación para esto es PV = k, donde k es una constante.
- A una temperatura constante, si aumenta la presión de un gas, su volumen disminuye. Si aumenta su volumen, la presión disminuye.
- El volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión.
- La ley de Boyle es una forma de la Ley del Gas Ideal. A temperaturas y presiones normales, funciona bien para gases reales. Sin embargo, a alta temperatura o presión, no es una aproximación válida.
Problema de ejemplo resuelto
Las secciones en el Propiedades generales de los gases y Problemas de la ley del gas ideal también puede ser útil al intentar trabajar Problemas de la ley de Boyle.
Problema
Una muestra de gas helio a 25 ° C se comprime a partir de 200 cm.3 hasta 0.240 cm3. Su presión es ahora de 3.00 cm Hg. ¿Cuál fue la presión original del helio?
Solución
Siempre es una buena idea escribir los valores de todas las variables conocidas, indicando si los valores son para estados iniciales o finales. Ley de Boyle Los problemas son esencialmente casos especiales de la Ley del Gas Ideal:
Inicial: P1 =?; V1 = 200 cm3; norte1 = n; T1 = T
Final: P2 = 3.00 cm Hg; V2 = 0.240 cm3; norte2 = n; T2 = T
PAG1V1 = nRT (Ley de gas ideal)
PAG2V2 = nRT
entonces, P1V1 = P2V2
PAG1 = P2V2/ V1
PAG1 = 3.00 cm Hg x 0.240 cm3/ 200 cm3
PAG1 = 3.60 x 10-3 cm Hg
¿Notó que las unidades de presión están en cm Hg? Es posible que desee convertir esto a una unidad más común, como milímetros de mercurio, atmósferas o pascales.
3.60 x 10-3 Hg x 10 mm / 1 cm = 3.60 x 10-2 mm Hg
3.60 x 10-3 Hg x 1 atm / 76.0 cm Hg = 4.74 x 10-5 Cajero automático
Fuente
- Levine, Ira N. (1978). Química Física. Universidad de Brooklyn: McGraw-Hill.