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UNIVERSIDAD VERACRUZANA 
 FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS 
 
 
EXPERIENCIA EDUCATIVA 
 LABORATORIO DE FISICOQUIMICA 
 
PRÁCTICA No.1 
 
 
RELACION ENTRE LA PRESION Y EL VOLUMEN 
DEL AIRE UTILIZANDO LA LEY DE BOYLE. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁCTICA No.1 
RELACION ENTRE LA PRESION Y EL VOLUMEN DEL AIRE UTILIZANDO LA 
LEY DE BOYLE. 
 
 
SUSTENTO TEORICO 
Los átomos y moléculas, en el estado gaseoso, se comportan como centros 
puntuales de masa que sólo en el rango de las altas presiones y bajas 
temperaturas son afectadas por las fuerzas atractivas (Garrigós, 2015). Fuera de 
estos límites, las propiedades físicas de un gas se deben principalmente al 
movimiento (Kreith, F. 2010). 
Si se considera a un gas contenido en un recipiente, la presión que éste ejerce es 
la fuerza por unidad de área sobre las paredes debida a los impactos elásticos de 
las moléculas (Daro, R. 2009). 
Robert Boyle descubrió en 1662 la relación matemática entre la presión y el 
volumen de una cantidad fija de gas a temperatura constante (Daro, R. 2009). 
Según la ley de Boyle, el volumen de una masa dada de gas varía en forma 
inversamente proporcional a la presión cuando la temperatura se mantiene en un 
valor fijo (Larson, R. 2011). La expresión matemática de la ley se escribe: 
P x V = k (proceso isotérmico) (1) 
La magnitud de la constante k es función de la cantidad química de gas y de la 
temperatura. 
Para dos estados diferentes 1 y 2 (Bettelheim, F. 2012), la ley implica: 
P1V1 = P2 V2 (2) 
Es decir, si se explora el comportamiento físico de un gas de acuerdo con la ley de 
Boyle y asumiendo comportamiento ideal, se puede concluir que, a temperatura 
constante: 
Si se duplica la presión sobre una masa dada de gas, su volumen se reduce a la 
mitad. 
Si el volumen de una masa dada de gas se triplica, la presión se reduce en un 
tercio.(Atkins, 2007). 
Es usual en los experimentos sobre la ley de Boyle obtener un conjunto de datos 
de presión y volumen, los cuales se pueden representar gráficamente para 
obtener el valor de k. Un gráfico de P versus V (figura.1) da como resultado la 
hipérbola característica que corresponde a la ecuación 1. Si se repite el 
experimento a temperaturas diferentes se genera una familia de hipérbolas, y 
 
debido a que la temperatura es constante a lo largo de cada línea, éstas curvas se 
denominan isotermas. 
 
 
Figura 1. Representación grafica de la ley de Boyle 
 
 
Figura 1 Representación gráfica de la ley de Boyle 
Para encontrar el valor de k, se representa la presión como una función del 
inverso del volumen con el fin de obtener una línea recta (figura 2). Aplicando el 
método de los mínimos cuadrados se puede tener el mejor estimativo de k. 
 
 Figura 1 P versus 1/V en la ley de Boyle 
Los datos de Boyle forman una línea recta cuando graficamos la presión en 
función de 1/volumen. Este resultado implica que, para una cantidad dada de gas 
 
a temperatura constante, el volumen es inversamente proporcional a la presión 
(Atkins, 2010). 
 OBJETIVOS 
• Relacionar las variables termodinámicas presión-volumen en el sistema 
cerrado. 
 
DESCRIBCIÓN 
• 
PROCEDIMIENTO 
1. Disponer el montaje que se muestra en la figura 3. 
2. Adicionar un volumen exacto de agua al Erlenmeyer hasta sus 2/3 partes y 
añadir dos gotas de naranja de metilo para que pueda visualizarse más 
fácilmente la columna de líquido. 
3. Las lecturas se inician con un volumen conocido de aire en la jeringa y 
señalando con el marcador el tope de la columna de líquido en el capilar. 
4. Medir la altura de la columna (hc) hasta la superficie del líquido en el 
Erlenmeyer 
5. introducir 0.50 mL el émbolo de la jeringa y marcar el nuevo tope del líquido 
en el capilar. 
6. El procedimiento se repite cada 0.50 mL hasta obtener un mínimo de 10 
lecturas. 
7. Se mide la distancia entre marcas para estimar la altura de la columna cada 
vez que se disminuyó el volumen en la jeringa 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 Montaje para la ley de Boyle 
 
 
 
El volumen de aire (Va ) puede calcularse de la ecuación: 
Va = Ve + Vj - VL - Vc (3) 
 Dónde: 
➢ Ve = Volumen del Erlenmeyer, mL 
➢ Vj = Lectura de volumen en la jeringa, mL 
➢ VL = Volumen de agua en el Erlenmeyer, mL 
➢ Vc = Volumen del capilar dentro del Erlenmeyer, mL 
 
La presión del aire (Pa) se calcula de la expresión: 
Pa = Patm + hc (mm)/13.6 (4) 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
Se realizó el montaje del sistema como se muestra en la figura 3, se puede 
observar cómo se realizó el sistema cerrado en el matraz Erlenmeyer el cual 
contenía Gatorade (Figura 4), esta bebida se ocupó al poderse visualizar mejor el 
cambio de altura por el colorante, aunque al final lo se tuvo que cambiar ya que 
contiene gas y eso afectaba nuestras mediciones. 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.-Montaje del equipo 
En la figura número 5 podemos observar con más detalle el cambio de sustancia 
de Gatorade a agua por lo planteado anteriormente, aunque se nos dificulto la 
toma de alturas fue lo indicado, también se observa que el corcho es quien logra 
hacer el sistema cerrado que se requiere 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.-Sistema cerrado, vaso Erlenmeyer 
 
En la figura número 6 se observa la forma en que el capilar quedo introducido en 
el vaso Erlenmeyer sostenido por nuestro corcho, el capilar nos sirvió para medir 
el cambio en la altura cuando al sistema se le sometió a un cambio de presión 
mediante nuestra jeringa 
 
 
 
 
 
 
Figura 6.-Capilar en el vaso Erlenmeyer 
 
De acuerdo a lo realizado en la práctica se logró reunir los siguientes datos 
concentrados en la tabla número 1, las primeras dos columnas se consiguen 
midiendo el volumen de la jeringa y dividiendo esto en los mL, se recaba la altura 
del capilar en la tercera y a partir de ella se realizan los cálculos para encontrar las 
últimas dos columnas mediante la ley de Boyle: 
 
Capilar 
 
 
Tabla número 1. Presion del aire 
Volumen en 
la 
jeringa (Vj ), 
mL 
Volumen del 
aire, (Va ), 
mL 
Altura de la 
columna (hc), 
mm 
1 / Va , mL-
1 
 
Presión del 
aire (Pa ), 
mm de Hg 
 0.05 20 43.330 0.0500 3.2595 
 0.100 10 21.55 0.1000 1.6580 
 0.150 6.67 14.005 0.1499 1.1033 
 0.200 5.00 10.428 0.2000 0.8402 
 0.250 4.00 7.633 0.2500 0.6347 
 0.300 3.33 6.688 0.3003 0.5652 
 
Con estos datos podemos observar la relación que existe entre la presión y la 
incompresibilidad de los líquidos por el método de mínimos cuadrados que es una 
aproximación ajustamos una función. Que nos permitirá saber con un margen de error 
como varia la presión en volúmenes que no logramos medir por cuestiones de tiempo 
 
Grafica 1.-1/Va vs Presión del aire 
 
Para el análisis de los resultados mostrados en la tabla número 1, se realizó la 
gráfica 1 con la ayuda de la paquetería de Excel con el fin de visualizar los datos, 
para lograr predecir el comportamiento que tiene el fluido en este caso el aire 
cuando se somete a estas presiones. 
Nos muestra que manteniendo la temperatura constante hayuna relación entre el 
inverso del volumen y la presión, esto se puede magnificar a nivel industria. Para 
y = -1,493ln(x) - 1,4915
R² = 0,9434
y = -388,48x3 + 268,75x2 - 63,063x + 5,7587
R² = 0,9952
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 0,1 0,2 0,3 0,4
1
/V
a,
 m
L
Presión del aire (Pa) mm de Hg
Presión del aire (Pa), mm de
Hg
Logarítmica (Presión del aire
(Pa), mm de Hg)
Polinómica (Presión del aire
(Pa), mm de Hg)
 
resolver problemas donde necesitamos modificar las propiedades de los fluidos, 
pero sin mover o alterar una variable termodinámica, podemos recurrir a otra como 
la temperatura afectar el sistema y jugar con las variables para solucionar un 
problema mayor. 
 
Al llevar a cabo el experimento, se presentaron varias complicaciones y una de las 
principales fue que nos resultó complicado trabajar un sistema cerrado con una 
presión e ir incrementando los niveles de presión interna mediante inyecciones de 
aire para generar una variación de volumen respecto a la presión. 
La coloración del agua se realizó con un colorante artificial para poder observar el 
incremento del volumen dentro del capilar, ya que con el agua sola se nos hacía 
muy complicado por las condiciones en las que estábamos trabajando, por 
ejemplo, el reflejo de la luz sobre el matraz Erlenmeyer nos complicaba observar si 
incrementaba o no. 
El incremento se notaba de manera espontánea, al emitir la cantidad de aire 
logramos observar que el volumen se veía mayormente afectado, mientras que en 
el empleo constante no se notaba mayor diferencia. Respecto a los datos que 
tomamos con la cantidad de aire y el porcentaje de incremento en el volumen 
pudimos deducir mediante modelos matemáticos el comportamiento de dicha 
sustancia con las mismas características, pero con mayor cantidad de aire 
implementado, ya que esto no lo podíamos obtener de manera experimental 
porque sería someter el sistema a presiones más altas. 
 
 
CONCLUSIONES 
• Se calculó el volumen y la presión del aire con complicaciones con base a 
las ecuaciones ya establecidas, fijando el volumen de aire. 
• Se graficó los resultados obtenidos para su interpretación. 
• Se observó y discutió la incomprensibilidad de los líquidos. 
• Se logró observar exitosamente el comportamiento de los líquidos al 
someter una presión externa. Y la relación que hay entre la presión y el 
cambio de volumen. 
 
 
ANEXOS. 
http://pubs.acs.org.ezproxy.cdigital.uv.mx:2048/doi/pdf/10.1021/ed060p764 
http://pubs.acs.org.ezproxy.cdigital.uv.mx:2048/doi/pdf/10.1021/ed048p390.1 
http://pubs.acs.org.ezproxy.cdigital.uv.mx:2048/doi/pdf/10.1021/ed060p764
http://pubs.acs.org.ezproxy.cdigital.uv.mx:2048/doi/pdf/10.1021/ed048p390.1
 
http://pubs.acs.org.ezproxy.cdigital.uv.mx:2048/doi/pdf/10.1021/acs.jced.6b00133 
 
BIBLIOGRAFIA. 
Chang, R. (2007) Fisicoquímica. 2ª Edición, México: McGraw Hill. 
Levine, I. (2004) FISICOQUIMICA, 5ª Edición, España: McGraw-Hill. 
Laidler, K. J., Fisicoquímica. 1ª Edición, México: CECSA. 1997. 
Atkins, P. & Jones, L. (2007). Principios de química: los caminos del 
descubrimiento. New York (EE.UU.AA.): Editorial Médica Panamericana S.A. 
Darío, R. (2009). Manual de técnicas de laboratorio químico. Colombia: Editorial 
Universidad de Antioquia. 
http://pubs.acs.org.ezproxy.cdigital.uv.mx:2048/doi/pdf/10.1021/acs.jced.6b00133