La Ley de Charles parte del estudio del científico francés que estudiaba la dilatación de los gases y demostró que estos sufren ciertos cambios de volumen cuando son expuestos a ciertas temperaturas a presión constante.

La Ley de Charles la podemos resumir de la siguiente manera:  El volumen de una masa gaseosa es directamente proporcional a su temperatura absoluta, solo si la presión permanece constante. 

Matemáticamente lo podemos encontrar de la siguiente manera:

Ley de Charles

📃 Ejercicios Resueltos de la Ley de Charles

Para comprender mucho mejor este tema, veamos los siguientes ejercicios paso a paso.

 Problema 1.- En un laboratorio el volumen de una muestra de oxígenos es de 6.5 litros a -7°C.  ¿Qué volumen ocupará el gas a 40°C , si la presión permanece constante? 

Solución:

En la ley de Charles, nos daremos cuenta que siempre la presión permanecerá constante.  Entonces anotamos nuestros datos. Debemos recordar que la temperatura debe estar en escala absoluta.

V1 = 6.5 L
T1 =  -7°C + 273 = 266 K
T2 = 40°C + 273 = 313 K
V2 = ?

Recordemos nuestra fórmula de la ley de Charles:

\displaystyle \frac{{{V}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{V}_{2}}}{{{T}_{2}}}

Despejando a “V2”

\displaystyle {{V}_{2}}=\frac{{{V}_{1}}{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}

Ahora sustituimos nuestros datos en la nueva fórmula despejada:

\displaystyle {{V}_{2}}=\frac{{{V}_{1}}{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}=\frac{\left( 6.5l \right)\left( 313K \right)}{266K}=7.65l

Respuesta:

Es decir que obtenemos, un volumen final de 7.65 litros

 Problema 2.- Los químicos han obtenido un volumen de una muestra de hidrógeno que es de 30 ml a 20°C y 360 mm de Hg. Si el volumen aumenta a 50 ml ¿cuál fue la temperatura final, si la presión no cambió? 

Solución:

Si la presión es constante, es lógico que hablamos de la ley de Charles. Entonces comencemos por anotar nuestros datos y de analizar que las temperaturas deben ser absolutas.

V1 = 30 ml
T1 =  20°C + 273 = 293 K
V2 = 50 ml
T2 = ?

Nuevamente recordemos la ley de Charles:

\displaystyle \frac{{{V}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{V}_{2}}}{{{T}_{2}}}

Despejando a “T2”:

\displaystyle {{T}_{2}}=\frac{{{V}_{2}}{{T}_{1}}}{{{V}_{1}}}

Sustituyendo nuestros datos, obtenemos:

\displaystyle {{T}_{2}}=\frac{{{V}_{2}}{{T}_{1}}}{{{V}_{1}}}=\frac{\left( 50ml \right)\left( 293K \right)}{30ml}=488.33K

Respuesta:

Por lo que nuestra temperatura absoluta es de 488.33 K