Ley de Charles

La ley de Charles, también conocida como la ley de los volúmenes, es una ley experimental de los gases que describe cómo los gases tienden a expandirse cuando se calientan. Un enunciado moderno de la ley de Charles establece que:Cuando la presión sobre una muestra de gas seco se mantiene constante, la temperatura absoluta (en Kelvin) y el volumen son directamente proporcionales.​Esta relación de proporción directa se puede expresar matemáticamente como: V ∝ T {\displaystyle V\propto T} lo que implica: V T = k , o V = k T {\displaystyle {\frac {V}{T}}=k,\quad {\text{o}}\quad V=kT} donde: V es el volumen del gas, T es la temperatura del gas (medida en kelvins), y k es una constante que depende de la cantidad de gas y de la presión. Esta ley describe cómo un gas se expande al aumentar la temperatura; por el contrario, una disminución de la temperatura conduce a una disminución del volumen. Para comparar la misma sustancia bajo dos conjuntos diferentes de condiciones, la ley se puede escribir como: V 1 T 1 = V 2 T 2 {\displaystyle {\frac {V_{1}}{T_{1}}}={\frac {V_{2}}{T_{2}}}} La ecuación muestra que, a medida que aumenta la temperatura absoluta, el volumen del gas también aumenta en la misma proporción. También se puede escribir como: V = V 0 [ 1 + α ( T − T 0 ) ] {\displaystyle V=V_{0}\left[1+\alpha \left(T-T_{0}\right)\right]} , donde α {\displaystyle \alpha } es el coeficiente de expansión volumétrica a presión constante. Esta ley es una aproximación válida para gases ideales a bajas presiones y altas temperaturas. Se observa que, cuando la presión P {\displaystyle P} tiende a cero, α {\displaystyle \alpha } tiende a un valor universal, independiente del gas, aproximadamente igual a 0,003 661 = 1/273,15, cuando las temperaturas se expresan en grados Celsius.​​