Semana 9

 

SEMANA 9. ¡¡FISICA!!

El día de hoy la profesora no estuvo, sin embargo, nos dejó los temas para ver, el primero es la ley de Boyle, La ley de Boyle o ley de Boyle-Mariotte es aquella que expresa la relación entre la presión ejercida por o sobre un gas, y el volumen que ocupa este; manteniendo constante tanto la temperatura del gas, así como su cantidad (número de moles). Desde que el científico Galileo Galilei expresase su creencia en la existencia del vacío (1638), los científicos comenzaron a estudiar las propiedades del aire y de los vacíos parciales.

El químico angloirlandés, Robert Boyle, inició su estudio de las propiedades del aire en 1638 al enterarse de que Otto von Guericke, un ingeniero y físico alemán, había construido una bomba de aire.

Para realizar sus estudios de la presión del aire, Boyle utilizó un tubo de vidrio en forma de “J”, cuya construcción fue atribuida a Robert Hooke, un ayudante de Boyle. El extremo del brazo corto estaba sellado, mientras que el extremo del brazo largo del tubo estaba abierto para colocar el mercurio.

Desde un principio, Boyle deseaba estudiar la elasticidad del aire, cualitativa y cuantitativamente. Al verter mercurio a través del extremo abierto del tubo en forma de “J”, Boyle dedujo que el aire en el brazo corto del tubo se contraía bajo la presión del mercurio. Mientras mayor era la cantidad de mercurio agregado al tubo, mayor era la presión ejercida sobre el aire y menor era su volumen. Boyle obtuvo un gráfico de tipo exponencial negativo del volumen del aire en función de la presión.

Mientras, si se grafica el volumen del aire contra el inverso de la presión, se tiene una línea recta de pendiente positiva.

En 1662, Boyle publicó la primera ley física que venía dada en forma de ecuación, la cual señalaba la dependencia funcional de dos variables. En este caso, la presión y el volumen.

Boyle señaló que existía una relación inversa entre la presión ejercida sobre un gas y el volumen que ocupaba ese gas, siendo esta relación relativamente cierta para los gases reales. La mayoría de los gases se comportan como gases ideales a presiones y temperaturas moderadas.

Al producirse presiones más elevadas y temperaturas más bajas, las desviaciones del comportamiento de los gases reales de los ideales se hicieron más notables.

Los experimentos realizados por Boyle, señalan que existe una relación inversa entre el volumen ocupado por un gas y la presión ejercida sobre él. Sin embargo, la relación señalada no es totalmente lineal, tal como lo indica un gráfico de variación del volumen en función de la presión atribuido a Boyle.

En la ley de Boyle se señala que el volumen ocupado por un gas es inversamente proporcional a la presión. También se indica que el producto de la presión de un gas por su volumen es constante.

Para llegar a la expresión matemática de la ley de Boyle se parte desde:

V ∝ 1/P

Donde indica que el volumen ocupado por un gas es inversamente proporcional a su presión. Sin embargo, existe una constante que dictamina qué tan inversamente proporcional es dicha relación.

V = k/P

Donde k es la constante de proporcionalidad. Despejando k se tiene:

VP = k

El producto de la presión de un gas por su volumen es constante. Entonces:

V₁P₁ = k  y  V₂P₂ = k

Y de esto se puede deducir que:

V₁P₁ = V₂P₂

Esta última es la expresión o ecuación final para la ley de Boyle.