Guía de la ley de Boyle: significado y funciones.

La ley de Boyle es una ley básica en química que describe el comportamiento de un gas mantenido a una temperatura constante. La ley, descubierta por Robert Boyle en 1662, establece que a una temperatura fija, el volumen de gas es inversamente proporcional a la presión ejercida por el gas. En otras palabras, cuando se bombea un gas a un espacio cerrado, se encogerá para caber en ese espacio, pero la presión que ejerce el gas sobre el recipiente aumentará. La ley de Boyle se puede escribir matemáticamente:

Una pintura al óleo de Robert Boyle, por quien se nombró la Ley de Boyle.

P x V = constante

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En esta ecuación, P = presión y V = volumen.

Experimento de Boyle

Para probar la ley, Boyle bombeó oxígeno (un gas) en un tubo de vidrio en forma de J que estaba sellado en un extremo. Usando un quemador para mantener el oxígeno a una temperatura constante, luego vertió diferentes cantidades de mercurio en el tubo, lo que varió la presión sobre el oxígeno. Descubrió que cuanta más presión aplicaba, menor era el volumen de oxígeno, y esta reducción se producía a un ritmo constante.

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La ley de Boyle se relaciona específicamente con un gas ideal, es decir, un gas teórico que está formado por partículas aleatorias que no interactúan. Aunque ningún gas real es un gas ideal, la mayoría muestra estas características ideales en condiciones normales.

Ejemplos del mundo real

Un ejemplo de la ley de Boyle en acción se puede ver en un globo. Se insufla aire al globo; la presión de ese aire, un gas, empuja la goma, haciendo que el globo se expanda. Si se aprieta un extremo del globo, haciendo que el volumen sea más pequeño, la presión en el interior aumenta, haciendo que la parte no apretada del globo se expanda hacia afuera. Sin embargo, existe un límite en la cantidad de gas que se puede comprimir porque eventualmente la presión se vuelve tan grande que hace que el globo (o cualquier recipiente) se rompa.

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Un ejemplo diferente es una jeringa para extraer sangre. Una jeringa vacía contiene una cantidad fija de gas (aire); Si se retira el émbolo sin que el extremo de la aguja se inserte en nada, el volumen del tubo aumentará y la presión disminuirá, lo que hará que entre más aire en el tubo para igualar la presión. Si se inserta la jeringa en una vena y se retira el émbolo, la sangre fluirá hacia el tubo, ya que la presión en la vena es más alta que la presión en la jeringa.

Otra forma de describir la ley de Boyle es que cuando se empuja, un gas tiende a retroceder. Sin la enorme cantidad de gravedad que los mantiene unidos, los planetas gaseosos del sistema solar se difundirían rápidamente en todas direcciones, despresurizándose rápidamente. En este caso, la presión de la gravedad regula el volumen de los gases alrededor de estos planetas.

Ley de Charles y Guy-Lussac

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La inversa de la ley de Boyle es la ley de Charles y Gay-Lussac, llamada así por los dos científicos franceses que la descubrieron. La ley de Charles y Gay-Lussac muestra que el volumen de un gas aumenta o disminuye según la temperatura. Escrita matemáticamente, la ley se ve así:

V = constante x T

En esta ecuación, V = volumen y T = temperatura. Mientras que la ley de Boyle se centra en la temperatura constante y la presión cambiante, la ley de Charles y Gay-Lussac se centra en el cambio de temperatura.

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