Calculadora de la ley de Boyle
Resuelve la ley de Boyle P₁V₁ = P₂V₂ para cualquier presión o volumen desconocido. Elige tus unidades de presión y volumen, marca la casilla manométrica para lecturas de neumáticos o tanques y obtén la respuesta con el desarrollo paso a paso, la curva presión–volumen y el trabajo isotérmico.
Última actualización:
Cómo usar Calculadora de la ley de Boyle
- Elige qué quieres calcular: P₁, V₁, P₂ o V₂.
- Selecciona las unidades de presión y volumen.
- Marca presión manométrica si tus números vienen del manómetro de un neumático, un tanque o un compresor.
- Introduce los tres valores conocidos.
- Pulsa Resolver para ver la respuesta, los pasos y la curva presión–volumen.
Fórmula de la ley de Boyle y sus despejes
| Incógnita | Fórmula | Ejemplo |
|---|---|---|
| Volumen final V₂ | V₂ = P₁V₁ ÷ P₂ | 1 atm × 10 L ÷ 2.5 atm = 4 L |
| Presión final P₂ | P₂ = P₁V₁ ÷ V₂ | 101.3 kPa × 60 mL ÷ 20 mL = 304 kPa |
| Volumen inicial V₁ | V₁ = P₂V₂ ÷ P₁ | 2 bar × 3 L ÷ 1 bar = 6 L |
| Presión inicial P₁ | P₁ = P₂V₂ ÷ V₁ | 760 mmHg × 1 L ÷ 2 L = 380 mmHg |
La gráfica de la presión frente al volumen a temperatura constante es una hipérbola llamada isoterma: todos sus puntos tienen el mismo producto P·V. El trabajo que realiza el gas al moverse por la isoterma es W = P₁V₁ · ln(V₂ ÷ V₁), usando la presión absoluta en pascales y el volumen en metros cúbicos para obtener julios.
Unidades de presión
1 atm = 101.325 kPa = 1.01325 bar = 14.696 psi = 760 mmHg = 760 Torr = 29.92 inHg. Presión manométrica = presión absoluta − presión atmosférica, así que un neumático a 32 psi manométricos tiene unos 46.7 psi absolutos.
Consejos
- Deja que el gas vuelva a su temperatura inicial antes de medir; una compresión rápida lo calienta y eleva la presión por encima del valor de la ley de Boyle.
- Si la temperatura también cambia, usa la calculadora de la ley combinada de los gases; si importa la cantidad de gas, usa la calculadora de la ley de los gases ideales.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la ley de Boyle?
La ley de Boyle dice que, para una cantidad fija de gas a temperatura constante, la presión y el volumen son inversamente proporcionales: P₁V₁ = P₂V₂. Si reduces el volumen a la mitad, la presión se duplica. Robert Boyle la publicó en 1662.
¿Cómo calculo el volumen final con la ley de Boyle?
Despeja V₂ = P₁V₁ ÷ P₂. Por ejemplo, 10 L de gas a 1 atm comprimidos a 2.5 atm ocupan 10 × 1 ÷ 2.5 = 4 L, siempre que la temperatura vuelva a su valor inicial.
¿Tengo que convertir unidades para la ley de Boyle?
No, siempre que ambas presiones usen la misma unidad y ambos volúmenes usen la misma unidad, porque las unidades se cancelan. La calculadora también muestra la respuesta en otras unidades comunes.
¿Puedo usar presión manométrica en la ley de Boyle?
No directamente. La ley de Boyle necesita presión absoluta. Las lecturas manométricas son relativas a la atmósfera, así que primero suma unos 14.7 psi o 101.3 kPa. Marca la opción manométrica y la calculadora lo hace por ti y vuelve a convertir la respuesta a presión manométrica.
¿Qué ejemplos de la ley de Boyle hay en la vida real?
Una jeringa que cuesta empujar cuando está tapada, un globo que crece al subir a un aire más enrarecido, los oídos que se tapan en un avión, los pulmones de un buceador y el aire de un tanque de buceo, que se expande a muchas veces su volumen en la superficie.
¿Cuándo no se cumple la ley de Boyle?
Supone temperatura constante, una cantidad fija de gas y comportamiento ideal. Una compresión rápida calienta el gas, el gas puede escaparse y los gases reales se desvían a alta presión o cerca de la condensación. Si la temperatura cambia, usa la ley combinada de los gases.
¿Se prueban todas las herramientas de FreeToolCabin para comprobar su calidad y precisión?
Sí. Cada herramienta del sitio pasa pruebas automáticas en navegadores reales para comprobar que el resultado es correcto y que no hay errores. Si encuentras un fallo o tienes una sugerencia, escríbenos a [email protected] y lo revisaremos.