Conocer el contenido de la ley de Gay-Lussac permite comprender cómo varía la presión de los neumánticos de un vehículo según se expongan a temperaturas bajas (frío) o altas (calor).
Ley de Gay-Lussac es un contenido válido apto para gases ideales, mientras que se requiere que tanto la temperatura como la presión sean moderadas y haya una baja densidad de gas para cumplirse con gran precisión cuando se trata de gases reales.
Este postulado que lleva el apellido de un destacado físico y químico de nacionalidad francesa llamado Louis Joseph Gay-Lussac señala que son directamente proporcionales la presión y la temperatura de un gas cuando hay un volumen fijo de material gaseoso.
De acuerdo al descubrimiento de este experto, si se trabaja con una determinada cantidad de gas y se aumenta su temperatura, al no variar el volumen se evidencia un incremento de la presión. En este contexto, el cociente que deriva de la presión y el valor vinculado a la temperatura absoluta resulta constante.
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ResumenHistoria de la ley de Gay-Lussac
Según se ha ido documentando, la historia de la ley de Gay-Lussac se remonta a 1802. En ese entonces, el científico francés formuló el postulado que indica que la expansión o dilatación de un gas, de conservarse el nivel de presión, es proporcional a su temperatura absoluta. También pudo establecer que, de ser constante el volumen del gas, entonces hay una suba proporcional de su presión.
Temporadas después hizo un redescubrimiento de un antiguo enunciado experimental sobre volúmenes realizado por Jacques Charles. Al publicar esa información, Gay-Lussac quedó asociado como autor de la ley, pero en verdad fue su colega Jacques el responsable de la denominada ley de Charles, la cual describe la expansión de un gas en función del incremento de la temperatura o la reducción del volumen en caso de una marca térmica en descenso.
No hay que perder de vista que, hacia los años 1856 y 1857, en primer término August Karl Krönig y luego Rudolf Clausius impulsaron las más primitivas leyes de los gases. En la bautizada como ley de los gases ideales apareció por primera vez la constante de los gases de carácter universal, dejándose atrás las numerosas constantes específicas de gases que ganaron protagonismo de la mano de Dmitri Mendeléyev.
Si a una olla a presión con agua en su interior se le aplica calor, la temperatura sube y así crece la presión en el interior del recipiente pero se mantiene constante el volumen, tal como se desprende de la ley de Gay-Lussac.
Relación con otras leyes
La ley de Gay-Lussac se complementa y vincula con varias otras leyes, abriéndose espacios para comparaciones e integraciones.
Al centrar la atención en la ley de los gases ideales y analizar qué contempla y en qué consiste la ecuación de estado para un gas ideal adquieren notoriedad conceptos como el de la energía cinética y las leyes de conservación de momento. También se llega a saber que las deducciones de Émile Clapeyron en base a la ley de Charles y a la ley de Boyle resultaron claves para consolidar la ley de los gases ideales en función de los lazos entre volumen, presión y temperatura.
Como parte del conjunto de las leyes de los gases se señalan a la ley de Boyle-Mariotte (que da cuenta de la relación proporcionalmente inversa entre el volumen que presenta una cierta masa de gas sometida a una temperatura que se mantiene constante y la presión de dicho gas), a la ley de Charles (focalizada en el volumen y la temperatura absoluta) y a la ley de Gay-Lussac. La ley de Graham de la efusión y difusión, así como la ley de Dalton de las presiones parciales y la ley de Avogadro también son útiles al momento de trabajar con gases.
La escala Kelvin, empleada para medir la temperatura absoluta, junto a la escala Celsius (grado Celsius, con intensidad calórica equivalente a la que caracteriza al kelvin) son unidades termométricas en vigencia.
Ejemplos de ley de Gay-Lussac
En la vida cotidiana podemos aprovechar el contenido de la ley de Gay-Lussac en múltiples circunstancias, tanto a escala teórica como a nivel práctico.
En época invernal, por detallar una situación muy reconocible para la mayoría de la gente, es usual que los neumáticos de un vehículo pierdan presión (por lo tanto, que se desinflen) como consecuencia del frío (es decir, de las bajas temperaturas). Un fenómeno similar ocurre con un globo inflado expuesto al calor del sol, ya que cuando el aire que está adentro gana temperatura y la presión se acrecienta, el globo empieza a expandirse.
Al calentar agua (u otro líquido) utilizando una olla a presión cerrada surge vapor y, en este marco, las moléculas del gas van chocándose contra las paredes de dicho recipiente como consecuencia del incremento de la temperatura. Junto al calentamiento y a las colisiones moleculares frecuentes y fuertes se observa una suba de la presión ejercida: de bajar la temperatura, por el contrario, entonces la presión será menor.
A esta ley se la usa habitualmente, por agregar precisiones, en los campos de la química y la física para maniobrar con gases y almacenarlos de modo seguro a fin de evitar que se contraigan o expandan al estar expuestos a una temperatura puntual.
Es una gran herramienta a considerar, en tanto, a la hora de llevar a cabo estudios atmosféricos, proyectos de ingeniería, pruebas en la industria farmacéutica y al diseñar productos o equipamientos a presión.
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