La variación del volumen de un gas con la temperatura a presión constante, se expresa por la generalización llamada frecuentemente Ley de Gay-Lussac; en realidad J. A. C. Charles
(1787) había alcanzado conclusiones análogas, que permanecieron inéditas antes que J. L.
Gay-Lussac se diese cuenta de sus resultados en 1802 y de aquí el nombre alternativo de
Ley de Charles.
Jack Charles descubrió que a presión constante, el volumen que ocupa una muestra de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta (kelvin).
Esto significa que un aumento en la temperatura absoluta de un gas produce un aumento en las mismas proporciones en su volumen y viceversa esto matemáticamente se expresa:
V/T=K
Esto ocurre cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se
iguale con la exterior).
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una temperatura T1 al
comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la temperatura cambiará a T2, y se cumplirá:
Para una misma masa de gas a presión constante el volumen es proporcional a su temperatura absoluta.
Si aumenta la temperatura:
• Aumenta la velocidad molecular promedio
• Aumenta la fuerzas de las colisiones.
Para que la presión permanezca constante es necesario que aumente el volumen, de modo que, el número de moléculas por unidad de
volumen disminuya y la frecuencia de las colisiones disminuya. Así cuando se aumenta la temperatura del gas a P constante aumente el
volumen.
Un ejemplo práctico es cuando se vierte nitrógeno líquido (-196°C) sobre un globo, el gas atrapado en
éste se enfría y el volumen disminuye, mientras que la presión permanece constante.
