La ley de los gases ideales es una herramienta útil para obtener información de un gas y predecir cómo se comportará en ciertas circunstancias.
Ley de los gases ideales es la denominación que identifica a una ecuación que vincula la cantidad de un determinado gas con su temperatura (T), presión (P) y volumen (V). La ecuación PV=nRT, donde aparece incluso mencionado el número de moles (n), es la fórmula que resume esta relación.
Se trata de una ley enmarcada en el campo de la física que se conoce, también, como ecuación de estado de los gases ideales. Se emplea para describir cómo se comporta, en determinadas circunstancias, un gas ideal.
Cabe señalar que se interpreta como gas ideal a un modelo hipotético y simplificado que se sustenta en suposiciones referidas a la ausencia de fuerzas intermoleculares, a las colisiones elásticas que involucran a moléculas del gas y las paredes del receptáculo que las contiene y a la idea de la falta de volumen propio por parte de las moléculas del gas.
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ResumenImportancia de la ley de los gases ideales
La ley de los gases ideales se gestó a lo largo de varios años gracias a aportes y descubrimientos de varios científicos. Los más trascendentes han sido Joseph Louis Gay-Lussac (cuyo apellido está inmortalizado en la denominada ley de Gay-Lussac), Robert Boyle (impulsor de la ley de gases catalogada como ley de Boyle) y Jacques Charles (a quien se recuerda a través de la ley de Charles). Émile Clapeyron, en 1834, dedujo la mencionada ley de los gases ideales, dejando así una huella inolvidable.
Se tornó importante por contribuir a la comprensión del comportamiento de los gases y servir de explicación respecto a fenómenos como el de la flotabilidad que caracteriza a un globo aerostático (objeto que se eleva gracias a una fuerza de dirección ascendente ejercida sobre él por el aire). De igual manera, es útil para predecir cómo se comportan gran parte de los gases reales y al momento de analizar procesos químicos que se producen en una fase gaseosa.
Si bien tiene ciertas limitaciones, la ley de los gases ideales se valora en numerosos contextos dado su extenso y diverso campo de aplicación. Es posible utilizarla, por ejemplo, en problemas del área de la estequiometria que abarcan reacciones químicas en las cuales aparecen gases. Es de enorme relevancia, asimismo, en actividades, experimentaciones e investigaciones de física y química.
La ley de los gases ideales puede analizarse a través de experimentos en los cuales se producen variaciones en el volumen, la temperatura o la presión de un gas.
Características y propiedades
Con la ley de los gases ideales se consigue una aproximación al comportamiento real de un gas bajo distintas circunstancias y condiciones. Es un contenido que vincula propiedades macroscópicas exhibidas por los gases ideales.
Este postulado, por agregar datos, posibilita la elaboración de cálculos centrados en el volumen de los gases.
Tampoco hay que pasar por alto que la ley de gases ideales puede derivarse de la mezcla de un par de leyes empíricas de gases: la ley de Avogadro y la ley general de los gases. Por otra parte, es posible arribar a este postulado aprovechando la teoría cinética de los gases a fin de llega a los primeros principios. En ese marco adquieren notoriedad algunos supuestos de raíz simplificadora.
Mediante la ley de los gases ideales se relacionan propiedades macroscópicas de los mencionados gases.
Ejemplos de ley de los gases ideales
La ley de los gases ideales sirve en una gran cantidad de ámbitos y se relaciona a múltiples elementos de la vida cotidiana, tal como puede comprobarse al examinar las alternativas que enumeraremos a continuación.
Investigando sobre el tema se llega a descubrir, por indicar un ejemplo, que es apropiada y necesaria a la hora de hacer el cálculo acerca de cuánta cantidad de gas se requiere en pos de conservar, en un aire acondicionado, una temperatura óptima.
Otra de las posibilidades que se abre de la mano de la ley de los gases ideales es el estudio del comportamiento de gases presentes en la atmósfera, llegando así a analizar a aquellos que están involucrados en la formación de nubes.
También se comprende en base a este postulado el fenómeno de los globos, productos que se expanden cuando se les resta presión y que consiguen elevarse cuando terminan sumando volumen y comparten peso con el aire circundante, además de evidenciar una densidad más baja en comparación con la del aire frío. El contenido de esta ley es esencial para determinar cuánto gas hidrógeno se necesita para inflar un globo.
Expertos en Química, por añadir referencias, se valen de esta ley para medir la masa, la presión, la temperatura y el volumen de un gas para, a partir de esos datos, poder establecer la masa molar.
A nivel industrial hay aplicaciones diferentes a las mencionadas líneas arriba (poniendo el foco en acciones orientadas la protección de equipos o depósitos reservados al almacenamiento de sustancias o productos peligrosos), mientras que los profesionales de la salud hacen una aplicación clínica de esta ley al calcular el volumen de oxígeno que está disponible en un tubo de oxígeno destinado a un paciente que requiere dicha asistencia por prescripción médica.
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