1.1.6 LEY DE GAY-LUSSAC
Relación entre presión y temperatura
Si mides la presión de un neumático en las primeras horas de un día caluroso, después de varias horas de rodar a las altas temperaturas del mediodía, notarás que la presión aumenta. Este fenómeno no va acompañado de un aumento apreciable del volumen del neumático, pues el hule vulcanizado es bastante rígido.
La relación existente entre los cambios de temperatura y la presión a volumen constante se le atribuye a Joseph Louis Gay-Lussac y a Guillaume Amontons (1663-1705).
Sus observaciones se resumen en la ley de Gay-Lussac, la cual establece que…
La presión de una cierta masa de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta cuando el volumen no varía.
Su expresión matemática es:
PDT
P constante (masa y volumen constante).
T
Es decir:
Pi Pf
= (a volumen y peso constante).Ti Tf
donde:
Pi, Ti = presión y temperatura iniciales.
Pf, Tf = presión y temperatura finales.
Ejemplo:
En un tanque se almacenan 30 litros de nitrógeno a presión de 3 atm y a una temperatura de -15 ºC en Ciudad Juárez, Chihuahua; al llevar este tanque hasta Salina Cruz, Oaxaca, en donde la temperatura es de 33 ºC, ¿qué presión en kilopascales (kPa) se ejerce sobre la pared del tanque?.
Datos Fórmula Despeje Pi Pf
Vi = 30 L = Pi Tf = Ti PfTi Tf
PiTf
Pi = 3 atm Pf = Ti
Ti = -15 ºC + 273 = 258 K
Tf = 33 ºC + 273 = 306 K
Pf = ?
Sustitución
3 atm x 306 K
Pf = =3.56 atm.
258 K
Por medio de la razón unitaria que transforma kPa en atm finalmente obtenemos:
§101.325 kPa ·
Pf = 3.56 atm ¨¸ = 360. 7 kPa
© 1 atm ¹