5.15 enuncia las siguientes leyes de los gases en forma escrita y también con ecuacio ecuaciones: nes: Leyes de Boyle, Boyle, Charles Charles y Avogadr vogadro. o. Indiue Indiue en cada cada caso, caso, las condiciones en las ue se a!lica cada ley y e"!rese las unidades !ara cada término de la ecuaci#n.
L$% &$ B'%L$ $s una de las leyes de los gases ue relaciona el volumen y la !resi#n de una cierta cantidad de gas mantenida a tem!eratura constante. La ley dice dice ue: ue: La !resi !resi#n #n e(erc e(ercida ida !or una una fuer) fuer)a a f*sica f*sica es invers inversame amente nte !ro!orcional !ro!orcional al volumen de una masa gaseosa, siem!re y cuando su tem!eratura se mantenga constante. Al aumentar aumentar el volumen, volumen, las !art*culas !art*culas +tomos o moléculasmoléculas- del gas tardan tardan ms en llegar a las !aredes del reci!iente y !or lo tanto chocan menos veces !or unidad de tiem!o contra ellas. $sto significa ue la !resi#n ser menor ya ue ésta re!resenta la frecuencia de choues del gas contra las !aredes. atemticamente se !uede e"!resar as*: /02 &#nde: / !resi#n e"!resada mm3g o Atm. 0 volumen e"!resada en L. 4 es constante si la tem!eratura y la masa del gas !ermanecen constantes. u!ongamos ue tenemos un cierto volumen de gas 01 ue se encuentra a una !resi#n /1 al comien)o del e"!erimento. i variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor 06, entonces la !resi#n cambiar a /6, y se cum!lir: /101/606 &#nde: /1/resi#n inicial +en mm3g o Atm/6/resi#n final +en mm3g o Atm010olumen inicial +en litros-
060olumen final +en litros$sta ley es a!licable cuando las condiciones de tem!eratura son constantes. L$% &$ C3A7L$ $n esta ley, 8acues Charles dice ue !ara una cierta cantidad de gas a una !resi#n constante, al aumentar la tem!eratura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la tem!eratura, el volumen del gas disminuye. $sto se debe a ue la tem!eratura est directamente relacionada con la energ*a cinética +debido al movimiento- de las moléculas del gas. As* ue, !ara cierta cantidad de gas a una !resi#n dada, a mayor velocidad de las moléculas +tem!eratura-, mayor volumen del gas. atemticamente la formula es: 09 4 &#nde: 0 es el volumen medida en L es la tem!eratura absoluta +es decir, medida en 4elvin-. 26 es la constante de !ro!orcionalidad. u!ongamos ue tenemos un cierto volumen de gas 01 ue se encuentra a una tem!eratura 1 al comien)o del e"!erimento. i variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor 06, entonces la tem!eratura cambiar a 6, y se cum!lir: 0191 0696 &#nde: 01 0olumen inicial e"!resada en litros. 06 0olumen final e"!resada en litros. 1 em!eratura inicial e"!resada en 2elvin. 6 em!eratura final e"!resada en 2elvin.
Las condiciones en las ue esta f#rmula es a!licable, es cuando el volumen y la !resi#n del gas !ermanecen constantes L$% &$ A0';A&7'
$s una de las leyes de los gases ideales. oma el nombre de Amedeo Avogadro, uien en 1<11 afirm# ue: 0ol=menes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de !resi#n y tem!eratura, contienen el mismo n=mero de !art*culas. $sta ley suele enunciarse actualmente también como: >La masa molar o mol de diferentes sustancias contiene el mismo n=mero de moléculas>. $l valor de este n=mero, llamado n=mero de Avogadro es a!ro"imadamente ?,@6616 1@ 6 y es también el n=mero de tomos ue contiene la masa molar o mol de un elemento. La ley de Avogadro !uede e"!resarme matemticamente: 09n4 &#nde: 0 volumen e"!resada en litros n el n=mero de moléculas e"!resada en moles. u!ongamos ue tenemos una cierta cantidad de gas n1 ue ocu!a un volumen 01 al comien)o del e"!erimento. i variamos la cantidad de gas hasta un nuevo valor n6, entonces el volumen cambiar a 06, y se cum!lir: 019n1069n6 &#nde: 01 volumen inicial e"!resada en litros 06 volumen final e"!resada en litros n1 numero de moléculas iniciales e"!resada en moles n6 numero de moléculas finales e"!resada en moles Las condiciones en las ue esta f#rmula es a!licable en condiciones de !resi#n y tem!eratura constante.
5.1? e"!liue !or ué se e"!ande un globo de helio cuando se eleva en el aire. u!onga ue la tem!eratura !ermanece constante.
Cuando un globo es inflado con helio, el !eso del globo ms el helio es su interior es menor al !eso del aire a su alrededor, as* ue el globo flota. $l secreto del helio es ue casi no !esa nada. $s el segundo elemento ms ligero del universo +solo el hidr#geno es ms ligero-. Cada tomo de helio ordinario tiene solo dos !rotones y dos neutrones en su centro, rodeado !or dos electrones. $l o"*geno, !or otro lado, tiene ocho !rotones, ocho neutrones y ocho electrones. Aunue el o"*geno y otros gases en nuestro aire son muy ligeros com!arados con el hierro y el oro, son los suficientemente !esados !ara !ermanecer en nuestro !laneta atra*dos !or la gravedad. /ero debido a ue el helio casi no !esa, este tiende a flotar en el vac*o. $sa es la ra)#n !or la ue hay muy !oco helio en la atmosfera de la tierra.
