Calculadora de la ley de Charles (V1/T1 = V2/T2)
La ley de Charles dice que un gas se expande al calentarse a presión constante. Elige el valor que quieres calcular, introduce los otros tres y la calculadora convierte los grados Celsius a kelvin por ti.
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Fórmula
V1 ÷ T1 = V2 ÷ T2 (presión y cantidad de gas constantes, T en kelvin)
- Despeja cada incógnita:
V2 = V1 × T2 ÷ T1,T2 = T1 × V2 ÷ V1,V1 = V2 × T1 ÷ T2,T1 = T2 × V1 ÷ V2. - Kelvin = Celsius + 273,15. Una temperatura de 0 K daría una división por cero, y cualquier valor inferior se rechaza.
- 1 L = 1000 mL = 0,001 m³; las unidades se cancelan en la razón.
Ejemplo resuelto
Un globo de 2 L a 300 K se calienta hasta 350 K a presión constante.
- V2 = V1 × T2 ÷ T1 = 2 × 350 ÷ 300
- V2 = 2,333 L, un aumento del 16,7%.
- El volumen por kelvin es 2 ÷ 300 = 0,006667 L/K en ambos lados.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la ley de Charles?
A presión constante, el volumen de una cantidad fija de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta: V1 ÷ T1 = V2 ÷ T2. Si calientas un gas, se expande; si lo enfrías, se contrae.
¿Por qué tengo que usar kelvin?
El volumen llegaría a cero en el cero absoluto, 0 K o -273,15 °C, así que la proporcionalidad solo se cumple en la escala kelvin. Usar Celsius directamente da resultados erróneos: 20 °C son 293,15 K, no 20.
¿Cómo calculo el volumen final cuando se calienta un gas?
Usa V2 = V1 × T2 ÷ T1. Un globo de 2 L a 300 K calentado hasta 350 K tiene V2 = 2 × 350 ÷ 300 = 2,333 L, un aumento del 16,7%.
¿Cómo calculo la temperatura necesaria para un volumen dado?
Usa T2 = T1 × V2 ÷ V1. Una muestra de 3 L a 20 °C (293,15 K) que debe llegar a 4,5 L necesita T2 = 293,15 × 4,5 ÷ 3 = 439,725 K, que son 166,575 °C.
¿Funciona la ley de Charles en un recipiente rígido y sellado?
No. Necesita presión constante, así que el recipiente debe poder expandirse, como un globo o un pistón. En un recipiente rígido el volumen es fijo y la presión sube con la temperatura, lo que corresponde a la ley de Gay-Lussac.