La ley de Charles es una de las diferentes leyes de los gases junto a la ley de Boyle, la ley de Gay-Lussac, entre otras. En caso de que desees conocer todo acerca de esta ley, puedes continuar leyendo. A continuación hallarás información útil relacionada a la ley de Charles, su definición, ejemplos y experimentos.
¿Qué es la ley de Charles?
Como se mencionó anteriormente, la ley de Charles es una de las distintas leyes de los gases. Esta ley establece que cuando un gas está a una presión constante, la temperatura de este es directamente proporcional a su volumen. Esto significa que cuando un gas experimenta una elevación en su temperatura, su volumen aumentará proporcionalmente.
Del mismo modo sucede si el gas experimenta un descenso en su temperatura, si esto sucede, su volumen disminuirá. Ahora bien, la razón de que esto sea así es porque cuando se eleva la temperatura de un gas, sus moléculas se mueven con mayor rapidez. En consecuencia, al estar dentro de un recipiente, las moléculas tardarán menos en chocar con las paredes de este.
Consecuentemente, la presión se elevará momentáneamente, provocando seguidamente que el volumen aumente. De acuerdo con Jacques Charles (quien promulgó esta ley), la temperatura está directamente relacionada con la energía del movimiento de las moléculas del gas. Es por ello que si la temperatura se eleva o disminuye, de igual forma lo hará el volumen. La siguiente gráfica demuestra la ley de Charles.
Fórmulas de la ley de Charles
La principal fórmula en que se expresa la ley de Charles es la siguiente:
Se debe tener en cuenta que ‘k2 ‘, es la constante de proporcionalidad, mientras que ‘V’ es volumen y ‘T’ es la temperatura absoluta (medida en Kelvin). Esta ley también puede expresarse de la siguiente forma:
En la anterior fórmula ‘V1’ es el volumen inicial, T1 es la temperatura inicial, mientras que en el V2 y T2 son volumen y temperatura final respectivamente. De esta fórmula se despliegan las siguientes:
Algunos ejemplos y experimentos para comprender la ley de Charles
Para comprende lo que establece la ley de Charles es necesario que nos pongamos en contexto. Un ejemplo de cómo el volumen y la temperatura ascienden de manera proporcional es cuando hervimos la leche. Si no estamos atentos, la leche puede desbordarse del recipiente en el que la estamos hirviendo, pues su volumen se eleva a medida que la temperatura aumenta.
Otro claro ejemplo de esta ley son los globos aerostáticos. Estos funcionan gracias al calor que se controla para provocar que el gas se caliente y así el globo incremente su tamaño para volar más alto.
Experimentos que puedes realizar
Si quieres realizar algún experimento para comprobar cómo se cumple la ley de Charles prueba lo siguiente: Infla un poco un globo, de modo que no quede demasiado tenso pero tampoco muy suave. Luego, coloca el globo medianamente cerca de una fuente de calor, puede ser una parrilla eléctrica o la hornilla de la cocina.
Verás inmediatamente cómo el volumen del globo comienza a incrementarse a medida que se va calentando. Posteriormente, puedes probar también colocando un globo desinflado en la boquilla de una botella con un poco de agua. Calienta en un recipiente algo de agua y ten aparte otro recipiente con agua fría.
La botella con el globo colócala con cuidado sobre el recipiente con agua caliente. Verás que el globo empezará a aumentar su tamaño. Ahora prueba poniendo la botella sobre el recipiente con agua fría; verás que el globo se desinflará rápidamente. Y así podrás comprobar que a mayor temperatura, mayor volumen; a menor temperatura, menor volumen.
