25 enero 2014

Ley de Boyle-Mariotte. Experimentando

Bomba de aire de Robert Boyle
Tal día como hoy en Irlanda, en 1626, nacía Robert Boyle, teólogo cristiano que realizó notables descubrimientos/contribuciones en el campo de la física y la química.

Su contribución más conocida fue el enunciado de una de las leyes de los gases; aquella que hace referencia a los procesos isotermos: la Ley de Boyle-Mariotte (Edme Mariotte, un abad y físico frances, también llegó a la misma conclusión que Boyle trabajando de forma independiente, pero no publicó sus trabajos hasta 1676). Junto con la ley de Charles, la ley de Gay-Lussac, la ley de Avogadro y la ley de Graham, la ley de Boyle forma las leyes de los gases, que describen la conducta de un gas ideal. Curiosamente, R. Boyle al publicar su teoría, años antes, no especificó que la temperatura debía ser constante para que la ley fuese válida (lo daría por hecho); siendo E. Mariotte quién especificase la necesidad de un proceso isotermo para el cumplimiento de dicha ley.

Tal como hemos visto en clase, la Ley de Boyle-Mariotte hace referencia a la relación entre el volumen y la presión de un gas a temperatura constante. En éstas condiciones, ambas magnitudes son inversamente proporcionales, es decir:


donde V1 y V2 son los volúmenes iniciales y finales, respectivamente
y donde P1 y P2 son las presiones iniciales y finales, respectivamente.
A partir de esta Ley se puede concluir que en sistemas cerrados (no varía la cantidad de gas), donde la temperatura sea constante se cumple:
  • El producto de la presión por el volumen permanece constante.
  • Al aumentar la presión el volumen de un gas disminuye.
  • Al aumentar el volumen de un gas, la presión disminuye.
Os recomiendo que consultéis la animación sobre los procesos isotermos de la animación creada por Jesus Peñas Cano, dentro de su unidad de Leyes generales de los gases:

Os dejo un vídeo donde podéis ver, además del enunciado matemático de la Ley, un ejercicio resuelto:


En los siguientes vídeos podéis ver algunos sencillos experimentos en los que podéis observar algunas de las consecuencias de La Ley de Boyle-Mariotte:

(Fuente: NCSSMDistanceEd)


(Fuente: fqexperimentos)

(Fuente: fqexperimentos)

(Fuente:FlinnScientific)
(Fuente:FlinnScientific)



(Fuente:  Sergio Paredes)

A continuación figuran algunas animaciones con las que podéis jugar sobre la Ley de Boyle-Mariotte:


(Fuente: Proyecto Ulloa )

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