Ley de Gay-Lussac

La ley de Gay-Lussac^[1] dice:

• Si el volumen de una cierta cantidad de gas a presión moderada se mantiene constante, el cociente entre presión y temperatura (Kelvin) permanece constante:

$\frac{P}{T} = \text{constante}$

donde:

• P es la presión
• T es la temperatura absoluta (es decir, medida en Kelvin)

Esta ley fue enunciada en 1800 por el físico y químico francés Louis Joseph Gay-Lussac.

Descripción

Para una cierta cantidad de gas, al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por lo tanto aumenta el número de choques contra las paredes por unidad de tiempo, es decir, aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento del proceso, el cociente entre la presión y la temperatura absoluta tenía un valor constante.

Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión $\scriptstyle P_1$ y a una temperatura $\scriptstyle T_1$ al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor $\scriptstyle T_2$, entonces la presión cambiará a $\scriptstyle P_2$, y se cumplirá:

$\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$

donde:

$P_1\,$= Presión inicial

$T_1\,$= Temperatura inicial

$P_2\,$= Presión final

$T_2\,$= Temperatura final

Que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.

Esta ley, al igual que la ley de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta. Es decir, las temperaturas han de expresarse en Kelvin.

Validez de la ley

Estrictamente la ley de Gay-Lussac es válida para gases ideales y para gases reales se cumple con un gran grado de acuerdo sólo en condiciones de presión y temperaturas moderadas y bajas densidades del gas, a altas presiones la ley necesita ser corregida con términos específicos según la naturaleza del gas. Por ejemplo para un gas que satisface la ecuación de Van der Waals la ley de Gay-Lussac debería escribirse como:

$\frac{P-P_0}{T} = \text{constante}$

El término $\scriptstyle P_0$ es una constante que dependerá de la cantidad de gas en el recipiente y de su densidad, y para densidades relativamente bajas será pequeño frente a $\scriptstyle P$, pero no para presiones grandes.

Notas

1. ↑ Anteriormente llamada segunda ley de Gay-Lussac, debido a la existencia de la Ley de Charles y Gay-Lussac, la cual ha quedado con el nombre de Ley de Charles; a partir de ambas se deduce la Ley de los gases ideales.

Véase también

• Ley de los gases ideales
• Ley de Charles y Gay-Lussac
• Gas