5 leyes de los gases

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PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA 
 
Compilador: Nubia Valcárcel-Docente Escuela de Química-2021 Página 1 
 
PRACTICA 5 
LEYES DE LOS GASES 
OBJETIVOS 
✓ Comprobar experimentalmente las leyes de los gases. 
 
INTRODUCCION 
 
Las primeras leyes de los gases fueron desarrolladas desde finales del siglo XVI cuando los 
científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones, entre la presión, el volumen y 
la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podría obtener una fórmula que 
sería válida para todos los gases. 
 
Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la buena 
aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y los gases se consideran 
como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o varias de las variables constantes. 
 
En el año 1987, Jacques Charles observó la relación entre el volumen de un gas y su temperatura, 
en condiciones de presión constante. Encontró que cuando una muestra de gas se calienta, su 
volumen aumenta. En términos de la teoría cinética esto significa que al aumentar la temperatura, 
la velocidad de las moléculas aumenta y el volumen ocupado por el gas es mayor. La Ley de 
Charles se cumple si la temperatura se expresa en una escala absoluta. 
 
REVISIÓN DE MATERIAL DIDÁCTICO: Revisar antes de trabajar en el simulador 
 
 Ley de Boyle .http://www.educaplus.org/gases/ley_boyle.html Link consultado el 19 de mayo de 
2021. 
 
Leyes de los gases. https://www.quimicas.net/2015/06/leyes-de-los-gases.html. Link consultado el 
19 e mayo de 2021. 
 
Video leyes de los gases. 
https://www.youtube.com/watch?v=1rOWZ8u2XV0&list=PLp7zwxeLVswQiAOLoH7Z5HNLT
sbdobL-q&index=2&t=0s&app=desktop Link Consultado el 19 de mayo de 2021. 
 
Simulador propiedades de los gases https://phet.colorado.edu/sims/html/gases-intro/latest/gases-
intro_es.html link consultado el 19 de mayo. 
 
Simulador. https://teachchemistry.org/classroom-resources/the-gas-laws-simulation. Link 
consultado el 19 de mayo de 2021 
 
 
 
http://www.educaplus.org/gases/ley_boyle.html
https://www.quimicas.net/2015/06/leyes-de-los-gases.html
https://www.youtube.com/watch?v=1rOWZ8u2XV0&list=PLp7zwxeLVswQiAOLoH7Z5HNLTsbdobL-q&index=2&t=0s&app=desktop
https://www.youtube.com/watch?v=1rOWZ8u2XV0&list=PLp7zwxeLVswQiAOLoH7Z5HNLTsbdobL-q&index=2&t=0s&app=desktop
https://phet.colorado.edu/sims/html/gases-intro/latest/gases-intro_es.html
https://phet.colorado.edu/sims/html/gases-intro/latest/gases-intro_es.html
https://teachchemistry.org/classroom-resources/the-gas-laws-simulation
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PROCEDIMIENTO. 
 
Ley de Charles y ley de boyle. 
 
Para el estudio de las leyes de charles y Boyle , utilizar el simulador en línea “Teachesmistry”, 
link https://teachchemistry.org/classroom-resources/the-gas-laws-simulation 
 
 
Ley de charles. Relaciona el cambio de la temperatura y el volumen de los gases mediante la 
siguiente expresión matemática (V1*T2=V2*T2) a presión constante. 
 
1. En el simulador, ingresar a la opción “Charles Law” (Ley de Charles). Encontrará por 
defecto valores de V1=3,00 L y T1=298 °C en el panel. Ajustar el valor de V2 en 3,50 L, 
empleando la opción “volume” (volumen). En la opción T2, dar click en la opción 
“calculate” (calcular). 
2. Sobre la gráfica temperatura vs. volumen, dar click en la opción “add data” (adicionar dato), 
ajustar el valor de V3 en 4,00 L, en la opción “volume” (volumen). En la opción T3, dar click 
en la opción “calculate” (calcular). 
3. Por último, realizar el mismo ejercicio del paso anterior para agregar otros dos valores de 
volumen (V4 y V5) los cuales deben ser mayores a los seleccionados previamente 
(V5>V4>V3>V2>V1). Calcular las temperaturas para cada valor de volumen completar la tabla 
1 
4. Tomar pantallazo del gráfico resultante de la relación temperatura vs. volumen y adjuntarlo a 
la Tabla 1 
 
La ley de Boyle. Relaciona el cambio de la presión y el volumen de los gases mediante la siguiente 
expresión matemática (P1*V1=P2*V2) a temperatura constante. 
1. En el simulador, ingresar a la opción “Boyles Law” (Ley de Boyle). Encontrará por defecto 
valores de P1=1,00 atm y V1=3,00 L en el panel. Ajustar el valor de P2 en 1,50 atm, empleando 
la opción “pressure” (presión). En la opción V2, dar click en la opción “calculate” (calcular). 
2. Sobre la gráfica volumen vs. presión, dar click en la opción “add data” (adicionar dato), 
ajustar el valor de P3 en 2,00 atm, en la opción “pressure” (presión). En la opción V3, dar click 
en la opción “calculate” (calcular). 
3. Por último, realizar el mismo ejercicio del paso 2 para agregar otros dos valores de presión 
(P4 y P5) los cuales deben ser mayores a los seleccionados previamente (P5>P4>P3>P2>P1). 
Calcular los volumenes para cada valor de presión (V4 y V5). 
4. Tomar pantallazo del gráfico resultante de la relación volumen vs. presión y adjuntarlo a la 
tabla 2. 
Ley de Gay-Lussac 
Se estudiará la relación presión vs. temperatura de un sistema gaseoso a volumen constante, 
empleando el simulador en línea “Phet.colorado.edu”, link 
https://phet.colorado.edu/sims/html/gases-intro/latest/gases-intro_es.html (si presenta dificultades 
https://teachchemistry.org/classroom-resources/the-gas-laws-simulation
https://phet.colorado.edu/sims/html/gases-intro/latest/gases-intro_es.html
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para cargar el simulador debido al Plug-in de flash player, consultar el siguiente enlace: 
https://www.java.com/es/download/help/enable_browser.xml): 
1. Ingresar a la opción “Introducción” del simulador, observará un sistema de inyección de 
gas a volumen constante. Active el cronómetro que se encuentra en la parte superior 
derecha. 
2. Inyectar gas en el sistema cerrado, para esto, levante el pistón de la válvula de inyección 
que se encuentra en la parte inferior derecha y bájelo lentamente. 
3. Registrar la presión que marca el manómetro que se encuentra en la parte superior derecha 
del sistema, empleando la Tabla 3. 
4. Registrar la temperatura en K y º C que marca el termómetro, empleando la Tabla 3 
5. En la parte inferior del simulador encontrará un dispositivo para aumentar la temperatura. 
Arrastre el indicador hacia la opción “calor”, y registre el nuevo valor de presión y 
temperatura en la tabla6. 
6. Realizar incrementos de “calor” hasta completar diez mediciones de temperatura y presión 
en la Tabla 6. 
7. Detener el cronómetro y registrar el tiempo empleado en segundos. 
 
INFORME DE LABORATORIO 
 
Título de la práctica: leyes de los gases 
Nombre del Estudiante: Andrés Mauricio Alfonso Acevedo 
Código: 201910777 
Fecha: 28 de agosto del 2021 
Objetivo de la práctica: conocer, estudiar y entender cuales son las leyes de los gases, 
quienes las crearos y cuáles son sus respectivas formulas, además realizar una practica en 
simuladores los cuales nos muestra como es el comportamiento de la temperatura,presión, volumen en la ley de Charles, Ley de Boyle, Ley de Gay Lussac. 
Palabras: escala absoluta, ley, temperatura, presión, volumen 
Investigar: 
 
1. Describa algunas características de los gases. 
 
CARACTERISTICAS DE LOS GASES. 
• Ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene. 
• Son Miscibles y forman mezclas. 
• Su comportamiento se define por la temperatura y la presión. 
• Presión: Relación entre la magnitud de la fuerza y la superficie sobre la que se aplica 
• Las moléculas de los gases ejercen presión sobre las paredes del recipiente que los 
contiene. 
 
COMPORTAMIENTO DE LOS GASES 
• Al aumentar la temperatura aumenta el volumen ocupado (a presión constante) 
• Al aumentar la temperatura, si se mantiene fijo el volumen, la presión aumenta. 
https://www.java.com/es/download/help/enable_browser.xml
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• Al reducir el volumen, manteniendo la temperatura invariable, aumenta la 
presión. 
• Presión atmosférica (1013 mbar o Hpa): El peso de la atmósfera en la superficie de 
la tierra. 
• Presión absoluta: Presión medida respecto del vacío. 
• Presión relativa: Presión medida respecto de la presión atmosférica 
• Clasificación de la presión: 
 
2. Enuncie las leyes de los gases y escriba la formula respectiva 
• El enunciado de esta ley dice: 
 
“Si se mantiene constante el número de moles de un gas, la relación entre el producto 
Presión-Volumen y la temperatura, permanece constante.” 
 
En forma matemática, la ley general de los gases se expresa así: 
𝑃 × 𝑉
𝑇
= 𝐾 
 
• Como ley de proporcionalidad 
Una forma alterna de enunciar la ley general de los gases es en forma de una ley de 
proporcionalidad: 
 
“Para cualquier cantidad fija de un gas, el producto de su presión y su volumen es 
directamente proporcional a la temperatura”. 
𝑃 × 𝑉𝛼 𝑇 → 𝑃 × 𝑉 = 𝐾𝑇 
 
• Relación entre el estado inicial y final 
 
Al igual que las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac, la ley general de los gases se 
puede expresar como una relación entre el estado inicial y el estado final de un gas 
que sufre un cambio de estado. 
 
𝑃𝑖 × 𝑉𝑖
𝑇𝑖
= 𝐾; 
𝑃𝑓 × 𝑉𝑓
𝑇𝑓
= 𝐾 → 
𝑃𝑖 × 𝑉𝑖
𝑇𝑖
=
𝑃𝑓 × 𝑉𝑓
𝑇𝑓
 
 
• Derivación de la fórmula de la ley general de los gases 
 
Como se mencionó anteriormente, la ley general de los gases proviene de la 
combinación de las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac. Estas leyes se presentan a 
continuación: 
 
𝑃 × 𝑉 = 𝐾1 Ley de Boyle 
𝑉 = 𝐾2𝑇 Ley de Charles 
𝑃 = 𝐾3𝑇 Ley de Gay - Lussac 
 
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Si de cada una de estas leyes despejamos la constante k, y luego las multiplicamos 
entre sí, obtenemos: 
 
𝐾1𝐾2𝐾3 = (
𝑃 × 𝑉
𝑇
) 2 
Ahora, tomando la raíz cuadrada en ambos miembros se obtiene la ley general de los 
gases: 
 
𝑃×𝑉
𝑇
= 𝐾 donde 𝐾 = √𝐾1𝐾2𝐾3 
 
• La ley general de los gases vs. la ley de los gases ideales 
 
No se debe confundir la ley general de los gases con la ley de los gases ideales. A 
pesar de tratarse de dos leyes muy similares y además muy relacionadas, la ley general 
de los gases combina solo las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac. 
 
Por su parte, la ley de los gases ideales le añade el principio de Avogadro, según el 
cual “volúmenes iguales de diferentes gases medidos bajo las mismas condiciones de 
temperatura y presión, contienen el mismo número de partículas”. 
 
En las siguientes ecuaciones se puede observar más fácilmente la diferencia entre 
estas dos leyes: 
 
𝑃 × 𝑉 = 𝐾𝑇 Ley general de los gases 
𝑃 × 𝑉 = 𝑛 × 𝐾 × 𝑇 Ley de los gases ideales 
 
Nótese que la principal diferencia entre ambas leyes, es que la ley de los gases ideales 
incluye n, que representa el número de moles, y además en lugar de la constante K, 
tiene la constante R que es la constante de los gases ideales. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RESULTADOS 
 
Tabla 1. Ley de charles 
 
Ley de Charles 
Volumen vs. presión 
(pantallazo de evidencia) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Tabla 2 Ley de boyle 
Ley de Boyle 
Temperatura vs. volumen 
(pantallazo de evidencia) 
 
 
 
• Describa el comportamiento del gas en la simulación para las leyes de charles y boyle. 
Tabla 3. Resultados ley de Gay Lussacc 
Presión: 40.9 atm 
ºC: 27 
K: 300 
 
 
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Lectura 
Presión Temperatura 
(atmósferas) º C K 
1 41.2 29 302 
2 47.5 75 348 
3 54.2 125 398 
4 77 292 565 
5 88.5 376 649 
6 103.1 484 757 
7 130.6 686 959 
8 149.9 827 1100 
9 182.7 1028 1307 
10 193.9 1150 1423 
• De acuerdo con lo anterior, la presión de un gas es directamente proporcional a su 
temperatura, explique porque ocurre esto. 
RTA/ La presión de un gas es directamente proporcional a su temperatura porque Al 
aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto 
aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el 
recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. 
• Construya en un gráfico que presente la relación Temperatura (º C)o K vs. Presión (atm), 
con los datos de temperatura en el eje de las X. (Esta gráfica la pueden hacer en Excel o a 
mano). Ajustar la gráfica por mínimos cuadrados y determinar la pendiente de la recta. 
 
Insertar grafica 
 
 
 
y = 0,1382x + 36,779
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
195
210
0 80 160 240 320 400 480 560 640 720 800 880 960 1040 1120 1200 1280
P
re
si
o
n
(a
tm
)
Temperatura (ºC)
Temperatura (ºC) vs Presion (atm)
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CUESTIONARIO 
 
 
1. Un volumen de cierto gas se encuentra a una presión de 890 mmHg y su temperatura es de 
30°C, ¿Cuál serásu temperatura si la presión es de 670 mmHg? 
𝑃1
𝑇1
=
𝑃2
𝑇2
 
 
Despejando la temperatura 2 
𝑇2 =
𝑃2 ∗ 𝑇1
𝑃1
 
Convirtiendo lo ºC a K 
 
K=ºC+273 
K=30ºC+273.15 
K=303.15 K 
 
Remplazando datos 
𝑇2 =
670𝑚𝑚𝐻𝑔 ∗ 303.15 𝐾
890𝑚𝑚𝐻𝑔
 
 
𝑇2 = 228.21 𝐾 
 
 
2. ¿Por qué no se cumple la ley de Charles si la temperatura se expresa en (ºC)? 
RTA/ Esta ley se descubre casi ciento cuarenta años después de la de Boyle debido a que 
cuando Charles la enunció se encontró con el inconveniente de tener que relacionar el 
volumen con la temperatura Celsius ya que aún no existía la escala absoluta de 
temperatura. 
 
3. ¿Existe el estado gaseoso en cero absoluto? Explique su respuesta 
RTA/ No, el estado gaseoso no existe en cero absoluto ya que los gases se forman cuando 
la energía de un sistema excede todas las fuerzas de atracción entre moléculas. Además, la 
temperatura en la cual el movimiento molecular se detiene es decir en cero absoluto se 
calcula que es de -273.15 grados Celsius. 
 
4. La temperatura de ebullición del agua en Tunja es de 90°C, y a nivel del mar es 100ºC,a 
qué se debe esta diferencia?. 
RTA/ El agua hierve a diferentes temperaturas dependiendo del lugar, como consecuencia 
de las diferencias de presión atmosférica; Es decir, disminuyendo la presión atmosférica 
se requiere menor temperatura para que un líquido empiece a hervir. Y como la presión 
atmosférica es menor en lugares altos, entonces del agua hierve a una temperatura inferior 
a 100 °C. 
 
 
https://www.educaplus.org/gases/con_temperatura.html
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CONCLUSIONES 
• La ley de Boyle establece que el volumen de una determinada cantidad de gas 
ideal, cuando la temperatura y cantidad de sustancia se mantiene constante, es 
inversamente proporcional a la presión que ejerce sobre el gas. 
• La ley de Charles establece que a presión constante y cuando la cantidad de 
sustancia es constante, el volumen de una masa de gas varía directamente con la 
temperatura absoluta. 
• La ley de Gay-Lussac relaciona la variación de la presión con la temperatura 
cuando se mantienen constantes el volumen y la cantidad de sustancia. 
 
BIBLIOGRAFIA 
• 1. Características y clasificación de los gases. (2020, 12 agosto). Air Liquide 
Argentina. https://industrial.airliquide.com.ar/1-caracteristicas-y-clasificacion-
los-
gases#:%7E:text=Caracter%C3%ADsticas%20Fundamentales%20de%20los%
20Gases.%20Ocupan%20todo%20el,sobre%20las%20paredes%20del%20reci
piente%20que%20los%20contiene. Tomado el 28 de agosto del 2021 
• González, A. (2021, 6 julio). Ley general de los gases. Lifeder. 
https://www.lifeder.com/ley-general-
gases/#:%7E:text=La%20expresi%C3%B3n%20matem%C3%A1tica%20de%
20la%20ley%20de%20los,atm%20%E2%88%99%20L%20%2F%20%28mol
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2021. 
• educaplus.org. (s. f.). Leyes de los gases. Recuperado 28 de agosto de 2021, de 
https://www.educaplus.org/gases/ley_charles.html . Tomado el 28 de agosto 
del 2021. 
https://industrial.airliquide.com.ar/1-caracteristicas-y-clasificacion-los-gases#:%7E:text=Caracter%C3%ADsticas%20Fundamentales%20de%20los%20Gases.%20Ocupan%20todo%20el,sobre%20las%20paredes%20del%20recipiente%20que%20los%20contiene
https://industrial.airliquide.com.ar/1-caracteristicas-y-clasificacion-los-gases#:%7E:text=Caracter%C3%ADsticas%20Fundamentales%20de%20los%20Gases.%20Ocupan%20todo%20el,sobre%20las%20paredes%20del%20recipiente%20que%20los%20contiene
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https://www.lifeder.com/ley-general-gases/#:%7E:text=La%20expresi%C3%B3n%20matem%C3%A1tica%20de%20la%20ley%20de%20los,atm%20%E2%88%99%20L%20%2F%20%28mol%20%E2%88%99%20K%29.%20Aplicaciones
https://www.lifeder.com/ley-general-gases/#:%7E:text=La%20expresi%C3%B3n%20matem%C3%A1tica%20de%20la%20ley%20de%20los,atm%20%E2%88%99%20L%20%2F%20%28mol%20%E2%88%99%20K%29.%20Aplicaciones
https://www.lifeder.com/ley-general-gases/#:%7E:text=La%20expresi%C3%B3n%20matem%C3%A1tica%20de%20la%20ley%20de%20los,atm%20%E2%88%99%20L%20%2F%20%28mol%20%E2%88%99%20K%29.%20Aplicaciones
https://www.lifeder.com/ley-general-gases/#:%7E:text=La%20expresi%C3%B3n%20matem%C3%A1tica%20de%20la%20ley%20de%20los,atm%20%E2%88%99%20L%20%2F%20%28mol%20%E2%88%99%20K%29.%20Aplicaciones
https://www.educaplus.org/gases/ley_charles.html