El documento presenta el reporte de una práctica sobre la Ley de Gay-Lussac. Describe el sustento teórico de la ley, los materiales y procedimiento del experimento realizado, los resultados obtenidos que verifican la ley, y las conclusiones. El experimento consistió en encerrar una vela encendida dentro de un vaso con agua, observando que al aumentar la temperatura la presión disminuye forzando el agua a subir.

1. Proyecto
Integrador
Reporte de práctica
Leyes de
los Gases
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2. Módulo12. Matemáticasy RepresentacionesdelSistemaNatural
UnidadIII.Ley de losGases
Semana4
1
Experimentando con las leyes
de los gases.
Reporte de práctica de la Ley de Gay Lussac
María Guadalupe Serrano Briceño
Módulo 12
Junio de 2017

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Tabla de Contenido
Introducción …………………………………………………………………… 3
Sustento teórico …………………………………………………………………… 4
Materiales …………………………………………………………………… 6
Procedimiento …………………………………………………………………… 7
Resultados ………………………………………………………………….... 8
Conclusiones …………………………………………………………………… 9
Bibliografía …………………………………………………………………… 10

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Introducción
Creada a principios del siglo XVII, las leyes de los gases han estado presentes, ayudando a los
científicos en la búsqueda de volúmenes, cantidad, presiones y temperatura, cuando se trata de
cuestiones de gases. Las leyes de los gases consisten en tres leyes primarias: la Ley de Charles, la
Ley de Boyle y la Ley de Gay-Lussac (todas las cuales luego se combinarán en la ecuación general
del gas y la ley del gas ideal).
Las tres leyes fundamentales del gas, descubren la relación de presión, temperatura, volumen y
cantidad de gas. La Ley de Boyle nos dice que el volumen de gas aumenta a medida que la presión
disminuye. La ley de Charles nos dice que el volumen de gas aumenta a medida que la temperatura
aumenta. Y la Ley de Gay-Lussac, nos dice que, siendo el volumen del gas constante, al aumentar
la temperatura, aumenta la presión. La ley del gas ideal es la combinación de las tres leyes de gas
simple.
La ley de Gay-Lussac es una ley de gas ideal donde a un volumen constante, la presión de un gas
ideal es directamente proporcional a su temperatura absoluta. En otras palabras, la Ley de Gay-
Lussac establece que la presión de una cantidad fija de gas a volumen fijo es directamente
proporcional a su temperatura en grados kelvin. Simplificando, esto significa que, si aumenta la
temperatura de un gas, la presión aumenta proporcionalmente. La presión y la temperatura
aumentarán o disminuirán simultáneamente mientras el volumen se mantenga constante.
De esta forma, con la práctica que será desarrollada y explicada en este reporte, quedará demostrada
la Ley de Gay-Lussac, en tanto que al encerrar una vela encendida, dentro de un vaso, que a su vez
se encuentra dentro de un recipiente con agua, se observa que la presión atmosférica que se
encuentra dentro del vaso con un volumen constante, al aumentar su temperatura con la flama de
la vela, se consume el oxígeno provocando vapor de agua y dióxido de carbono, lo que disminuye
la temperatura y la presión interior del vaso e induciendo a que el agua suba dentro hasta que se
igualan las presiones.

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Sustento teórico
El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir, que las moléculas del gas están
separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamaño del diámetro real de las
moléculas, el volumen ocupado por el gas depende de la presión, la temperatura y de la cantidad o
número de moles.
Las primeras leyes de los gases fueron desarrollados a finales del siglo XVII, cuando los
científicos empezaron a darse cuenta de que, en las relaciones entre la presión, el volumen y la
temperatura de una muestra de gas se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los
gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la
buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y hoy en día la
ecuación de estado para un gas ideal se deriva de la teoría cinética. Ahora las leyes anteriores de
los gases se consideran como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o más de las
variables mantenidas constantes. Fue Gay-Lussac, quien dijo que a volumen constante, la presión
de un gas es directamente proporcional a la temperatura.
¿De dónde surge la Ley?
El químico francés Joseph Louis Gay-Lussac propuso dos leyes fundamentales de los gases a
principios del siglo XIX. Mientras que uno es generalmente atribuido a un compatriota (Jacques
Charles), el otro es bien conocido como la ley de Gay-Lussac.
De su primer programa importante de investigación en 1801-1802, concluyó que los volúmenes
iguales de todos los gases se expanden igualmente con el mismo aumento de temperatura: esta
conclusión se denomina generalmente "ley de Charles" en honor de Jacques Charles. En 1804,
Gay-Lussac realizó varias ascensiones audaces de más de 7.000 metros sobre el nivel del mar en
globos llenos de hidrógeno que le permitió investigar otros aspectos de los gases. Observó que al
aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el
número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes
fijas y su volumen no puede cambiar. De esta forma estableció la relación entre la temperatura y la
presión de un gas cuando el volumen es constante.

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¿Qué problema resuelve?
La Ley de Gay-Lussac, resuelve la relación entre la temperatura y la presión de un gas. Señala que,
a un volumen fijo, la temperatura y la presión de un gas son directamente proporcionales entre sí.
Puesto que la temperatura y la presión tienen una relación directa, si la presión sube entonces la
temperatura sube y si la temperatura baja entonces la presión baja.
¿Cuál es su fórmula?
La ley tiene una forma matemática simple si la temperatura se mide en una escala absoluta, como
en kelvins. Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre
la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:
𝐾 =
𝑃
𝑇
Luego entonces, si tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura T1 al
comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión
cambiará a P2, y se cumplirá la fórmula:
𝑃1
𝑇1
=
𝑃2
𝑇2
Dónde P1 Significa la presión inicial del gas, T1 Significa la temperatura inicial, P2 Significa la
presión final del gas, y T2 Significa la temperatura final. Esta ley es válida porque la temperatura
es una medida de la energía cinética media de una sustancia; Cuando la energía cinética de un gas
aumenta, sus partículas chocan con las paredes del envase más rápidamente y ejercen más presión.
La temperatura debe estar en Kelvin para que la ecuación funcione. Se calcula la temperatura
Kelvin añadiendo 273 a la temperatura Celsius. De esta forma, en el experimento que se describe
adelante, se cumple con la fórmula de la Ley de Gay-Lussac, porque dentro del vaso existe un
volumen constante, existe una presión inicial (atmosférica), existe una temperatura inicial (medio
ambiente) y existe una presión final que disminuye y una temperatura final creada por la flama de
la vela. Así, la presión y la temperatura aumentarán o disminuirán simultáneamente mientras el
volumen se mantenga constante.

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Materiales
Material Imagen
1 vela mediana
1 plato mediano hondo
Agua con tinte rojo
1 vaso de cristal
Cerillos

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Procedimiento
Descripción del procedimiento Imagen
Me preparo para el experimento
Coloco la vela en el plato
Vierto el agua con tinte al plato hondo
Enciendo la vela con los cerillos
Coloco el caso de cristal sobre el plato con
agua, cubriendo totalmente la vela
encendida
Se observa que la vela se apaga y se nubla
el interior del vaso
Finalmente, se observa el aumento del
nivel primario del agua dentro del vaso
EN TODO MOMENTO SE REQUIERE LA PRESENCIA DE UN ADULTO QUE TOME LAS PRECAUCIONES
NECESARIAS. UNA VEZ ACABADO EL EXPERIMENTO LA VELA DEBE APAGARSE Y MANTENERS E
ALEJADA DEL ALCANCE DE LOS NIÑOS.

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Resultados
Del experimento realizado, cuyos pasos o etapas constan en las imágenes contenidas y descritas en
el punto anterior, tenemos que, al cubrir la vela encendida con el vaso de cristal, observamos que
hay un aumento de la temperatura provocada por la flama, en el interior de vaso, en
aproximadamente 40° Celsius; también se tiene que la combustión interna termina con el oxígeno
y, por tal razón se apaga la vela, observando dentro del vaso vapor de agua, junto con dióxido de
carbono caliente que asciende por ser menos denso que el aire. Así mismo, al apagarse la vela, se
produce un enfriamiento gradual de los gases del interior del vaso. Sus moléculas pierden velocidad
y los choques contra las paredes del vaso se reducen. Por ello, la presión en el interior desciende
progresivamente, llegando a ser menor que la presión del exterior (la presión atmosférica). El agua,
empujada por la presión atmosférica, empieza a entrar lentamente en el vaso. Su ascenso cesará
cuando las presiones interior y exterior se igualen.
Ahora bien, es el momento en que se puede determinar el valor de P2, o presión final. En el caso,
utilizaremos la ley de Gay-Lussac, porque relaciona la presión con la temperatura, esto es, la
presión es directamente proporcional a la temperatura, siendo su fórmula: P=k ∙ T. Como ya
tenemos el valor de la presión y la temperatura, al despejar la constante de proporcionalidad k que
se desconoce, tenemos que: k=P ÷ T. Sustituyendo valores, tenemos el resultado de la constante k:
La presión inicial es una atmósfera (atm), por lo que 1atm = 101325Pa; La temperatura es la del
medio ambiente de 25° Celsius y al convertirla a Kelvin, tenemos que al sumarle 273.15, nos
resultan 298.15K, entonces,
k = 101325 Pa ÷ 298.15K = 339.846Pa/K
Conocemos que la fórmula para obtener la presión es: P = k ּ∙ T, por lo que, al sustituir valores y
eliminar unidades iguales, tenemos:
Primero obtenemos Kelvin de 40°C = 40 + 273.15 = 313.15k
Luego entonces 𝑃2 = 339.846 𝑃𝑎 𝐾⁄ ∙ 313.15𝐾 = 106,442𝑃𝑎
La presión alcanzada en el experimento es de 106,442Pa = 1.05×10-3 atm

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Conclusiones
En el experimento, pudimos comprobar que, cuando arde la vela el oxígeno que había en el vaso
se transforma en dióxido de carbono; pero hay el mismo número de moléculas; por tanto, el
volumen es el mismo.
Hay tres fenómenos que ocurren en el interior del vaso mientras arde la vela: cambio de la
composición química de los gases, cambio de temperatura y condensación de vapor de agua al
apagarse la vela.
Cuando se apaga la vela y deja de aportar calor, el gas se contrae, y es esa contracción la que
genera una disminución de presión que hace subir al agua. Si esta explicación es la correcta,
mientras la vela está encendida ha de aumentar la presión de forma continua, y al apagarse
disminuir al ritmo del enfriamiento.
Hay que entender que el agua aparece en forma gaseosa, como producto de la reacción que ocurre
a temperaturas altas. Pero en cuanto se aleja de la llama la temperatura es más baja y puede
condensarse. Al cesar el suministro de vapor de agua y de calor con la extinción de la llama, esa
condensación crece bruscamente, causando una enorme disminución de presión, induciendo el
aumento del nivel del agua con motivo de que la presión exterior es superior.
De esta forma, se cumple totalmente con la Ley de Gay-Lussac, que relaciona la presión de los
gases con su temperatura, cuando el volumen es constante.

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Bibliografía consultada:
1.- Vázquez P. César. (2012, Prim. Ed.). Matemáticas y Representaciones de Sistema Natural.
Secretaría de Educación Pública. PDF recuperado el 14 de junio de 2017 de
https://es.slideshare.net/examenespreparatoriaabierta/matemticas-y-representaciones-del-sistema-
natural
2. Flores, S. A., Hernández, G., & Sánchez, G. (1996). Ideas previas de los estudiantes. Una
experiencia en el aula. Educación Química, 7(3), 142-144. PDF recuperado el 13 de junio de 2017
de http://usuarios.upf.br/~clovia/Edambpos/textos/instr/ideias.pdf
3. Braathen, Christian. (2000, noviembre). Desfazendo o Mito da Combustao de Vela para Medir
o Teor do Oxigenio no Ar. EXPERIMENTAÇÃO NO ENSINO DE QUÍMICA. Univ. Federal de
Viçosa, Br. PDF recuperado el 14 de junio de 2017 de
http://webeduc.mec.gov.br/portaldoprofessor/quimica/sbq/QNEsc12/v12a10.pdf