Leyes de los gases
Las leyes de los gases se desarrollaron a fines del siglo XVIII, cuando los científicos comenzaron a darse cuenta de que se podían obtener relaciones entre la presión , el volumen y la temperatura de una muestra de gas que se mantendrían aproximadas para todos los gases.
En 1662, Robert Boyle estudió la relación entre el volumen y la presión de un gas de cantidad fija a temperatura constante. Observó que el volumen de una masa dada de un gas es inversamente proporcional a su presión a una temperatura constante. La ley de Boyle, publicada en 1662, establece que, a temperatura constante, el producto de la presión por el volumen de una masa dada de un gas ideal en un sistema cerrado es siempre constante. Se puede verificar experimentalmente utilizando un manómetro y un recipiente de volumen variable. También se puede derivar de la teoría cinética de los gases: si se reduce el volumen de un recipiente, con un número fijo de moléculas en su interior, más moléculas golpearán un área determinada de los lados del recipiente por unidad de tiempo, provocando una mayor presión. .
La ley de Charles, o ley de los volúmenes, fue hallada en 1787 por Jacques Charles. Establece que, para una masa dada de un gas ideal a presión constante, el volumen es directamente proporcional a su temperatura absoluta , suponiendo en un sistema cerrado. El enunciado de la ley de Charles es el siguiente: el volumen (V) de una masa dada de un gas, a presión constante (P), es directamente proporcional a su temperatura (T). Como ecuación matemática, la ley de Charles se escribe como:
donde "V" es el volumen de un gas, "T" es la temperatura absoluta y k 2 es una constante de proporcionalidad (que no es lo mismo que las constantes de proporcionalidad en las otras ecuaciones de este artículo).
La ley de Gay-Lussac, ley de Amontons o ley de la presión fue hallada por Joseph Louis Gay-Lussac en 1808. Establece que, para una masa dada y volumen constante de un gas ideal, la presión ejercida sobre las paredes de su recipiente es directamente proporcional a su temperatura absoluta .
La ley de Avogadro (hipotetizada en 1811) establece que a temperatura y presión constantes, el volumen ocupado por un gas ideal es directamente proporcional al número de moléculas del gas presentes en el recipiente. Esto da lugar al volumen molar de un gas, que en STP (273,15 K, 1 atm) es de unos 22,4 L. La relación está dada por
