Qué es la ley de Gay-Lussac

La ley de Gay-Lussac establece que la temperatura y la presión absolutas de un gas ideal son directamente proporcionales en condiciones de masa y volumen constantes. Esto quiere decir que cuando se calienta un gas en un recipiente sellado (volumen constante), su presión aumenta. Por el contrario, al enfriar el gas, su presión disminuye.

Energía cinética térmica

El motivo principal de este aumento o disminución de presión es la energía cinética térmica de las moléculas que forman el gas: a medida que se aumenta la temperatura, también lo hace la energía cinética térmica. Mientras sube la energía cinética del gas, sus partículas chocan más rápido con las paredes del recipiente, aumentando así la presión.

La ley lleva el nombre del químico y físico francés Joseph Gay-Lussac. Gay-Lussac formuló la ley en 1802; sin embargo, quien descubrió y describió la relación entre temperatura y presión fue el físico francés Guillaume Amonton, a fines del siglo XVII.

Fórmula y ejemplo de cálculo con la Ley de Gay-Lussac

La expresión matemática de Gay-Lussac sería:

P/T

P₁/T₁ = P₂/T₂

Ejemplo 1. Un gas en un recipiente está bajo una presión de 3,00 atm a una temperatura de 25 ºC. ¿Cuál sería la presión en el recipiente a 845 ºC?

Datos:

P₁ = 3,00 atm

T₁ = 25 ºC = 298 K

T₂ = 845 ºC = 1118 K

P₂ = ?

Teniendo en cuenta la ecuación:

P₁/T₁ = P₂/T₂

Se sustituyen los valores:

3,00 atm / 298 K = P₂ / 1118 K

Reajustando la ecuación y despejando la segunda presión:

P₂ = (3,00 atm · 1118 K) / 298 K = 11,3 atm

Como se ve, la presión aumenta a la par que la temperatura.

Aplicaciones diarias de la Ley Gay Lussac

• Presión de los neumáticos: la presión de los neumáticos de los automóviles desciende en un día frío y aumenta en un día caluroso.
• Olla a presión: aplicar calor a una olla a presión aumenta la presión dentro del dispositivo. El aumento de presión aumenta el punto de ebullición del agua, acortando los tiempos de cocción. Como el recipiente está sellado, los sabores no se pierden en el aire con el vapor.
• Lata de aerosol: no se deben almacenar las latas de aerosol en condiciones de calor o desecharlas quemándolas, ya que al calentar la lata aumenta la presión de su contenido, lo que puede hacer que estalle.

Fuentes

• Helmenstine, A. (2021). Gay-Lussac’s Law – Definition, Formula, Examples. Revisado el 8 de julio de 2021 a través de https://sciencenotes.org/gay-lussacs-law-definition-formula-examples/
• 14.5: Gay-Lussac’s Law. (2021). Revisado el 8 de julio de 2021 a través de https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_Chemistry/Book%3A_Introductory_Chemistry_(CK-12)/14%3A_The_Behavior_of_Gases/14.05%3A_Gay-Lussac’s_Law
• Ejemplos de la Ley de Gay-Lussac. (2015). Revisado el 14 de julio de 2021 a través de https://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-la-ley-de-gay-lussac.html