Ley de Boyle, Ley de Charles, ecuación de estado del gas ideal, calculadora, ejemplos resueltos y ejercicios de nivel básico y avanzado.
Según la teoría cinético-molecular, un gas es un montón de partículas moviéndose libremente en todas direcciones, chocando entre sí y contra las paredes del recipiente. Esos choques contra las paredes son justamente lo que sentimos como presión.
P = presión · V = volumen — a temperatura fija, si comprimes un gas (menos volumen), sus partículas chocan más seguido contra las paredes, así que la presión sube.
Un gas ocupa 4 L a 2 atm de presión. Si lo comprimes hasta 4 atm (misma temperatura), ¿qué volumen ocupa?
P₁V₁ = P₂V₂ → 2×4 = 4×V₂ → V₂ = 8/4 = 2 L
Al duplicar la presión, el volumen se redujo a la mitad — es una relación inversamente proporcional.
Mientras la Ley de Boyle relaciona presión y volumen, la Ley de Charles relaciona volumen y temperatura (a presión constante) — un gas se expande al calentarse. Combinando todas las variables, se llega a la ecuación más general:
n = moles de gas · R = 0.0821 atm·L/(mol·K) · T = temperatura, siempre en Kelvin (K = °C + 273)
¿Cuántos moles de gas hay en 22.4 L a 1 atm y 0°C (condiciones normales)?
T = 0 + 273 = 273 K
n = PV/RT = (1×22.4)/(0.0821×273) = 22.4/22.41 ≈ 1 mol
No es casualidad — 22.4 L es el volumen que ocupa exactamente 1 mol de cualquier gas ideal en condiciones normales de presión y temperatura (CNPT).
Porque la ecuación asume que las partículas no ocupan volumen propio y que no hay fuerzas de atracción entre ellas — una simplificación que funciona muy bien a presión y temperatura normales, pero se aleja de la realidad a presiones muy altas o temperaturas muy bajas, donde esas fuerzas empiezan a importar.
Es un punto de referencia estándar: 1 atm de presión y 0°C (273 K) — se usa para poder comparar volúmenes de gases de forma consistente, ya que el volumen de un gas cambia mucho según presión y temperatura.
Porque al estar sellada, el vapor generado no puede escapar y la presión interna sube — eso hace que el agua necesite una temperatura más alta para hervir (el punto de ebullición sube con la presión), cocinando la comida a mayor temperatura y más rápido.