Teorema. Ley de Charles

Factor de conversión

Teorema

 

Donde:

\(T_i\) es la temperatura absoluta final del gas medida forzosamente en kelvins (K).

\(T_{oi}\) es la temperatura absoluta inicial del gas medida forzosamente en kelvins (K).

\(V_i\) es el volumen final del gas medido en litros (L).

\(V_{oi}\) es el volumen inicial del gas medido en litros (L).

\(k\) es la constante de proporcionalidad de Charles en unidades de (L/K).

Demostración

https://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2025/04/demostracion-ley-charles-pv-nrt.html

Descripción

 La ley de Charles surgió a finales del siglo XVIII gracias a los experimentos de Jacques Charles con globos aerostáticos y gases confinados en recipientes calentados. Él descubrió que, si la presión permanecía constante, el volumen de un gas se expandía en proporción directa al aumento de la temperatura. Aunque sus conclusiones no se publicaron en su tiempo, fueron retomadas y difundidas por Gay-Lussac a inicios del siglo XIX, lo que dio a la ley un lugar fundamental en la historia de la química y de la física. Este hallazgo fue clave para comprender el comportamiento térmico de los gases y abrió la puerta a la consolidación de la escala Kelvin como referencia universal.

En la dimensión experimental, esta ley mostró que el aire contenido en recipientes o globos crecía en volumen a medida que se calentaba, lo que resultaba esencial para el desarrollo de la aeronáutica temprana. Con el paso del tiempo, la estandarización de unidades permitió entender que la relación volumen-temperatura no era un mero capricho geométrico, sino una expresión del estado energético de los gases. Así, la ley de Charles fue reconocida no solo como una regularidad observable, sino también como un principio que revela cómo la energía térmica se traduce directamente en expansión volumétrica, manteniendo constante la presión del sistema.

En la figura mostrada se aprecian dos formas de representación complementarias: la forma de estado, que señala la condición estable de un gas en un punto particular, y la forma de cambio de estado, que ilustra cómo varía el volumen cuando se modifica la temperatura. Para expresarlo se pueden usar dos lenguajes distintos: el de los factores de conversión, que traduce las variaciones en proporciones prácticas entre magnitudes, y el de los teoremas algebraicos de Viète, que relacionan los valores en términos más abstractos