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El estado gaseoso es el estado físico más inusual de la materia, caracterizándose fundamentalmente por las condiciones de presión, temperatura y volumen. En relación con los demás estados físicos de la materia, se puede considerar que la presión ejerce mucha influencia sobre un gas, ni siquiera comparada con la ejercida sobre un sólido o un líquido. Las relaciones que se establecen a partir de la temperatura, la presión y el volumen de un sistema gaseoso dan lugar a importantes interpretaciones matemáticas, conocidas como leyes físicas. Los principales son la Ley de Boyle-Mariotte, la Ley de Gay-Lussac y la Ley de Charles.
Ley de Boyle-Mariotte: ISOTERMIA
Tomemos, por ejemplo, una jeringa sin aguja llena de cierto gas, que consideraremos Ideal (aquella que se comporta exactamente en determinadas condiciones). Cerrando su extremo inferior y presionando el émbolo de la jeringa, tendremos entonces un volumen y una cierta presión. A partir de ahora modificaremos los valores de estas dos variables de estado (presión y volumen), manteniendo constante la temperatura (sistema isotérmico). En el momento en que se midan los valores de volumen y presión para los diversos experimentos, nos daremos cuenta de que el volumen siempre será inversamente proporcional a la presión, cuando la temperatura permanece constante. Esto significa que al aumentar la presión disminuiremos el volumen y viceversa; siempre proporcionalmente.
Ley de Gay-Lussac: ISOBARIA
Tomemos ahora como ejemplo un recipiente con un émbolo móvil, completamente lleno de un gas ideal. Tendrá un cierto volumen y una cierta temperatura. Ahora modificaremos los valores de estas dos variables de estado, manteniendo constante la presión (sistema isobárico). Al medir los valores de volumen y temperatura para los diversos experimentos con este sistema, podemos demostrar que el volumen siempre será proporcional a la temperatura, ya que la presión se mantiene constante. Esto quiere decir que cuando aumentemos la temperatura, también estaremos aumentando el volumen, y viceversa, y siempre proporcionalmente.
Ley de Charles: ISOMETRÍA
El ejemplo ahora consiste en verificar las condiciones de presión y temperatura. Consideremos entonces otro recipiente completo con un gas ideal. Tendrá una cierta presión y una cierta temperatura. Ahora, modificaremos nuevamente los valores de estas dos variables de estado, manteniendo constante el volumen (sistema isométrico). Al medir los valores de presión y temperatura para experimentos del sistema considerado, nos daremos cuenta de que la presión siempre será directamente proporcional a la temperatura, ya que el volumen se mantiene constante.
Referencias:
FELTRE, Ricardo; Fundamentos de Química, vol. Único, Ed. Moderna, São Paulo / SP – 1990.
