Calculadora de la ley combinada de los gases
Un gas que pasa de un estado a otro: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂.
Rellena los campos y el resultado aparecerá aquí automáticamente.
Compara dos estados de la misma cantidad de gas ideal y obtiene presión, volumen o temperatura del segundo estado. La cantidad de sustancia debe conservarse: una fuga, la entrada de gas o un cambio de la fase gaseosa rompe esta condición. Las presiones son absolutas en kPa, los volúmenes se introducen en litros y las temperaturas en kelvin. La relación describe estados, no la velocidad de calentamiento o compresión.
Cómo funciona
Fórmula y lógica
Para n constante, pV = nRT implica p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂. Así, p₂ = p₁(V₁/V₂)(T₂/T₁), V₂ = V₁(p₁/p₂)(T₂/T₁) y T₂ = T₁(p₂/p₁)(V₂/V₁). Todas las p, V y T conocidas deben ser positivas. Los dos valores mostrados de pV/T coinciden salvo redondeo. Ambos estados usan las mismas unidades de presión y volumen; 1 kPa·L = 1 J.
Ejemplo
100 kPa, 2 L y 300 K, comprimidos a 1 L a 300 K, dan p₂ = 200 kPa; pV/T vale 2/3 kPa·L/K en ambos estados. A 100 kPa constantes, calentar de 300 a 600 K expande 2 L a 4 L.
Campos y unidades
- Qué hallar — opción de la lista
- Presión p₁ — kPa
- Volumen V₁ — L
- Temperatura T₁ — K
- Presión p₂ — kPa
- Volumen V₂ — L
- Temperatura T₂ — K
Cómo se usa
- — Elige la incógnita del segundo estado: p₂, V₂ o T₂.
- — Introduce presión absoluta p₁ en kPa, volumen V₁ en litros y temperatura T₁ en K, todos positivos.
- — Rellena los dos parámetros conocidos visibles del segundo estado; consulta la incógnita en el resultado.
- — Convierte Celsius manualmente antes de introducir la temperatura: T = t + 273,15. Estos campos usan K.
- — Si un manómetro indica presión relativa al entorno, suma primero la presión ambiental real en la misma unidad para obtener la absoluta.
Método y limitaciones
- Método de cálculo
- Fórmula y lógica
- Fuente de datos o norma
- OpenStax Chemistry 2e §9.2: leyes ideal y combinada de los gases, unidades y límites del modelo
- Limitación
- Ley combinada para una cantidad fija de gas ideal y p, V, T absolutas positivas. No calcula propiedades de cada sustancia, cambios de fase ni correcciones de gas real. La coincidencia de pV/T comprueba el álgebra del modelo, no su exactitud para un gas real.
FAQ
¿Qué distingue la ley combinada de la ecuación PV = nRT?
Relaciona dos estados con la misma cantidad de sustancia, por lo que nR se cancela. Un solo estado o una cantidad de gas diferente requiere la ecuación con moles.
¿Por qué la ley combinada no usa cocientes de grados Celsius?
El cociente requiere temperatura absoluta. 10 → 20 °C son 283,15 → 293,15 K: un aumento de aproximadamente 3,53 %, no el doble.
¿Qué leyes particulares se obtienen al fijar una magnitud?
Con T constante, pV es constante (Boyle); con p constante, V/T es constante (Charles); con V constante, p/T es constante. La cantidad de gas permanece fija en todos los casos.
¿Se pueden comparar estados después de una fuga de gas?
No: entonces cambia n y ya no se deduce la igualdad de los dos pV/T. Se necesitan las cantidades de sustancia de cada estado y la ecuación completa.
¿Se puede introducir la lectura de un manómetro como p₁ o p₂?
Solo si muestra presión absoluta. Para presión manométrica, p_abs = p_gauge + p_ambient; la ambiental no tiene por qué ser 100 kPa ni una atmósfera estándar.
¿Cuándo la ley combinada es solo aproximada?
Los gases reales se acercan al comportamiento ideal a presión relativamente baja y lejos de la condensación. No hay un umbral de presión válido para toda sustancia; aquí no se calculan cambios de fase ni de cantidad de gas.