Calculadora de la ley combinada de los gases
Elige la ley y qué calcular, y escribe el estado inicial del gas y lo que sepas del final. Las temperaturas se pasan a kelvin para el cálculo, así que puedes escribirlas en °C o °F. La presión y el volumen pueden ir en cualquier unidad, siempre que sea la misma en los dos estados.
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Cómo usarla
- Elige la ley. Usa la combinada cuando cambian presión, volumen y temperatura; la de Boyle-Mariotte, Charles o Gay-Lussac cuando una de ellas es constante.
- Elige qué calcular: P₂, V₂ o T₂.
- Escribe el estado inicial y los datos conocidos del final, y elige las unidades.
Fórmulas
- Combinada: P₁V₁ ÷ T₁ = P₂V₂ ÷ T₂, de donde V₂ = P₁V₁T₂ ÷ (T₁P₂), P₂ = P₁V₁T₂ ÷ (T₁V₂), T₂ = T₁P₂V₂ ÷ (P₁V₁).
- Boyle-Mariotte: P₁V₁ = P₂V₂. Charles: V₁ ÷ T₁ = V₂ ÷ T₂. Gay-Lussac: P₁ ÷ T₁ = P₂ ÷ T₂.
- T en kelvin: K = °C + 273,15.
Ejemplo
10 L de gas a 1 atm y 25 °C se comprimen a 2 atm y se calientan a 100 °C. V₂ = 1 × 10 × 373,15 ÷ (298,15 × 2) = 6,2578 L, un factor de cambio de 0,6258.
Ley de Charles: los mismos 10 L calentados de 25 °C a 100 °C a presión constante pasan a 10 × 373,15 ÷ 298,15 = 12,5155 L.
Consejos y errores frecuentes
- La misma cantidad de gas. Si el gas se escapa o se añade, usa la ecuación de los gases ideales con moles.
- La presión manométrica no es absoluta. Un manómetro de neumáticos mide la presión por encima de la atmosférica; suma 1 atm (101,3 kPa) antes de aplicar estas leyes.
- Los gases reales se apartan de estas leyes a presiones altas y cerca de la condensación.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la ley combinada de los gases?
Para una cantidad fija de gas, P × V ÷ T no cambia, así que P₁V₁ ÷ T₁ = P₂V₂ ÷ T₂, con T en kelvin. Combina las leyes de Boyle-Mariotte, Charles y Gay-Lussac y se deduce de la ecuación de los gases ideales PV = nRT con n constante.
¿Qué dicen las leyes de Boyle-Mariotte, Charles y Gay-Lussac?
Boyle-Mariotte: a temperatura constante P₁V₁ = P₂V₂; si comprimes un gas a la mitad de volumen, la presión se duplica. Charles: a presión constante V₁ ÷ T₁ = V₂ ÷ T₂, el gas se dilata al calentarse. Gay-Lussac: a volumen constante P₁ ÷ T₁ = P₂ ÷ T₂, la presión de un recipiente cerrado sube con la temperatura.
¿Por qué la temperatura tiene que ir en kelvin?
Las leyes son proporciones, y solo la escala absoluta empieza en cero. Calentar de 10 °C a 20 °C no duplica el volumen; en kelvin es de 283,15 K a 293,15 K, un 3,5 % más. La calculadora convierte °C y °F por ti.
¿Importa la unidad de presión o de volumen?
No, mientras uses la misma en los dos estados, porque las unidades se cancelan en el cociente. El resultado sale en la unidad elegida.