1.1.3 EFECTOS DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS GASES
Hacia 1787 Jacques Alexandre César Charles (1746-1823) analizó los cambios en los volúmenes del oxígeno, hidrógeno, dióxido de carbono y aire se producían por las variaciones de temperatura. En el periodo comprendido entre 1802-1808, Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) estudió este mismo fenómeno. Los datos de ambos científicos indicaban que el volumen de un gas crece linealmente con su temperatura en grados centígrados.
En la figura 1, la línea recta indica que el volumen y la temperatura del gas varían linealmente. Sin embargo, el volumen del gas no se duplica cuando se dobla la temperatura (en grados centígrados). Por lo tanto, no son directamente proporcionales.
Figura 1. Relación de temperatura y volumen para los gases.
Figura 2. Un barómetro simple.
Otros aparatos para medir la presión son el manómetro de extremo abierto y el manómetro de extremo cerrado.
presión del gas ejercida hacia abajo en el tubo derecho es Patm + PHg, donde PHg es la longitud de la columna de mercurio (mmHg) entre las líneas de trazos. En el tubo izquierdo del gas ejerce la misma presión hacia abajo, suministrando la base para la igualdad establecida.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Realiza lo siguiente: Inserta un globo en la boca de un envase de refresco y colócalos dentro de un recipiente con agua caliente, observarás que el globo se infla; si posteriormente haces lo mismo pero en un recipiente con agua fría observarás que el globo se desinfla. Explica ¿por qué?. Apóyate en la figura 5.
Figura 5. Efecto de la temperatura sobre el volumen. Cuando aumenta la temperatura, el volumen del globo se incrementa.
a) Escala de temperatura absoluta
Si imaginariamente el gas se continuara enfriando tendría que llegar un momento en que su volumen fuera cero. Aunque es increíble la idea de que la materia tenga un volumen cero, la temperatura a la cual sucedería es importante científicamente. Esta temperatura se ha calculado, y es de 273.15 grados centígrados bajo cero y se le llamacero absoluto. Ésta es la temperatura más fría alcanzable. A partir de este hecho puede construirse una nueva escala llamada de temperaturas absolutas, en la que todas son positivas.
En 1848 William Thomson, también llamado Lord Kelvin (1824-1907), fue quien demostró la validez de la escala de temperaturas absolutas.
Con posterioridad, el SI sugirió el uso de esta escala para la medición de las temperaturas. Para convertir grados centígrados (ºC) a Kelvin (K), la relación es:
T = t + 273. Donde T = temperatura en K
t = temperatura en ºC.
Ejemplo:
¿Cuántos K corresponden a 25 ºC?
T = 25 ºC + 273
T = 298 K
Es importante que tomes en cuenta lo siguiente:
Es práctica general usar una T mayúscula cuando se trata de temperaturas absolutas y una t minúscula cuando se trata de temperaturas en grados centígrados o celsius.