La fórmula de la ley de Boyle

La ley de Boyle es un caso especial de la ley del gas ideal. Esta ley se aplica solo a los gases ideales mantenidos a una temperatura constante, permitiendo que solo cambien el volumen y la presión.

Fórmula de la ley de Boyle

La ley de Boyle se expresa como:
PAG_yoV_yo = P_FV_F
dónde
PAG_yo = presión inicial
V_yo = volumen inicial
PAG_F = presión final
V_F = volumen final

Debido a que la temperatura y la cantidad de gas no cambian, estos términos no aparecen en la ecuación.

Lo que significa la ley de Boyle es que el volumen de una masa de gas es inversamente proporcional a su presión. Esta relación lineal entre presión y volumen significa que duplicar el volumen de una masa dada de gas disminuye su presión a la mitad.

Es importante recordar que las unidades para las condiciones iniciales y finales son las mismas. No comience con libras y pulgadas cúbicas para unidades de presión y volumen iniciales y espere encontrar pascales y litros sin convertir las unidades primero.

Hay otras dos formas comunes de expresar la fórmula de la ley de Boyle..

Según esta ley, a una temperatura constante, el producto de presión y volumen es una constante:

PV = c

o

P ∝ 1 / V

Problema de ejemplo de la ley de Boyle

Un volumen de 1 L de un gas está a una presión de 20 atm. Una válvula permite que el gas fluya hacia un recipiente de 12 L, conectando los dos recipientes. ¿Cuál es la presión final de este gas??

Un buen lugar para comenzar este problema es escribir la fórmula de la ley de Boyle e identificar qué variables conoce y cuáles quedan por encontrar..

La formula es:

PAG₁V₁ = P₂V₂

Ya sabes:

Presión inicial P₁ = 20 atm
Volumen inicial V₁ = 1 L
volumen final V₂ = 1 L + 12 L = 13 L
presión final P₂ = variable para encontrar

PAG₁V₁ = P₂V₂

Dividiendo ambos lados de la ecuación por V₂ te dio:

PAG₁V₁ / V₂ = P₂

Completando los números:

(20 atm) (1 L) / (13 L) = presión final

presión final = 1.54 atm (no es el número correcto de cifras significativas, para que lo sepas)

Si todavía está confundido, es posible que desee revisar otro problema de la Ley de Boyle trabajado.

Datos interesantes de la ley de Boyle

• La ley de Boyle fue la primera ley física escrita como una ecuación que describía la dependencia de dos variables. Antes de esto, una variable era todo lo que tenías.
• La ley de Boyle también se conoce como la ley de Boyle-Mariotte o la ley de Mariotte. El angloirlandés Boyle publicó su ley en 1662, pero al físico francés Edme Mariotte se le ocurrió la misma relación de forma independiente en 1679..
• Aunque la ley de Boyle describe el comportamiento de un gas ideal, puede aplicarse a gases reales a una temperatura normal y a una presión baja (normal). A medida que la temperatura y la presión aumentan, los gases comienzan a desviarse de cualquier variación de la ley de los gases ideales..

Ley de Boyle y otras leyes de gas

La ley de Boyle no es el único caso especial de la ley del gas ideal. Otras dos leyes comunes son la ley de Charles (presión constante) y la ley de Gay-Lussac (volumen constante).