Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-214

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182 CAPÍTULO 5 Gases
mostraron que, a una presión constante, el volumen de una muestra de gas se expande 
cuando se calienta y se contrae al enfriarse (i gura 5.8). Las relaciones cuantitativas im-
plicadas en estos cambios de temperatura y volumen del gas resultan ser notablemente 
congruentes. Por ejemplo, observamos un fenómeno interesante cuando estudiamos la 
relación entre temperatura y volumen a varias presiones. A cualquier presión dada,
la grái ca de volumen en relación con la temperatura es una línea recta. Al extender la 
recta al volumen cero, encontramos que la intersección en el eje de temperatura tiene un 
valor de 2273.158C. A cualquier otra presión obtenemos una recta diferente para la grá-
i ca de volumen y temperatura, pero alcanzamos la misma intersección de 2273.158C 
para la temperatura correspondiente al volumen cero (i gura 5.9). (En la práctica, podemos 
medir el volumen de un gas sólo en un intervalo limitado de temperatura, ya que todos 
los gases se condensan a bajas temperaturas para formar líquidos.)
 En 1848, Lord Kelvin7 comprendió el signii cado de dicho fenómeno. Identii có la 
temperatura de 2273.158C como el cero absoluto , teóricamente la temperatura más baja 
posible. Tomando el cero absoluto como punto de partida, estableció entonces una escala 
de temperatura absoluta , conocida ahora como escala de temperatura Kelvin (vea la 
sección 1.7). En la escala Kelvin, un kelvin (K) es igual en magnitud a un grado Celsius. 
La única diferencia entre la escala de temperatura absoluta y la de Celsius es la posición 
del cero. Los puntos importantes de las dos escalas se comparan del siguiente modo:
 Escala Kelvin Escala Celsius
Cero absoluto 0 K 2273.158C
Punto de congelación del agua 273.15 K 08C
Punto de ebullición del agua 373.15 K 1008C
La conversión entre 8C y K se encuentra en la página 16. En la mayor parte de los cálcu-
los de este texto utilizaremos 273 en lugar de 273.15 para relacionar K y 8C. Por convenio, 
usamos T para denotar la temperatura absoluta (kelvin) y t para indicar la temperatura en 
la escala Celsius.
 La dependencia del volumen de un gas con la temperatura está dada por
 V ~ T
 V 5 k2T
o 
V
T
 5 k2 (5.3)
donde k2 es la constante de proporcionalidad. La ecuación (5.3) se conoce como ley de 
Charles y de Gay-Lussac , o simplemente ley de Charles , la cual establece que el volumen 
de una cantidad i ja de gas mantenido a presión constante es directamente proporcional 
Figura 5.8 Variación del 
volumen de una muestra de un 
gas con la temperatura, a presión 
constante. La presión ejercida 
sobre el gas es la suma de la 
presión atmosférica y la presión 
debida al peso del mercurio.
Temperatura
baja
Temperatura
alta
Tubo 
capilar
Mercurio
Gas