Calculadora de la ley de Charles
Resuelve la ley de Charles V₁/T₁ = V₂/T₂ para cualquier volumen o temperatura desconocidos a presión constante. Ingresa las temperaturas en °C, °F o kelvin: se convierten a kelvin por ti y se muestra cada paso del desarrollo.
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Cómo usar Calculadora de la ley de Charles
- Elige la incógnita: V₁, T₁, V₂ o T₂.
- Elige las unidades de temperatura y de volumen que tienes.
- Ingresa los tres valores conocidos del estado inicial y del final.
- Pulsa Resolver para obtener el resultado con las conversiones a kelvin y la fórmula despejada.
- Revisa la tabla y el gráfico para ver cómo cambia el volumen en un rango de temperaturas.
Fórmula de la ley de Charles
| Incógnita | Fórmula (T en K) | Ejemplo |
|---|---|---|
| Volumen final V₂ | V₂ = V₁ · T₂ ÷ T₁ | 3.00 L × 255.15 K ÷ 295.15 K = 2.59 L |
| Temperatura final T₂ | T₂ = T₁ · V₂ ÷ V₁ | 298.15 K × 500 mL ÷ 250 mL = 596.3 K |
| Volumen inicial V₁ | V₁ = V₂ · T₁ ÷ T₂ | 600 mL × 300 K ÷ 450 K = 400 mL |
| Temperatura inicial T₁ | T₁ = T₂ · V₁ ÷ V₂ | 450 K × 400 mL ÷ 600 mL = 300 K |
Conversión de temperaturas a kelvin
| De | A kelvin | Ejemplo |
|---|---|---|
| Celsius | K = °C + 273.15 | 25 °C = 298.15 K |
| Fahrenheit | K = (°F − 32) × 5/9 + 273.15 | 72 °F = 295.37 K |
| Kelvin | sin cambio | 300 K |
Una regla práctica: cerca de la temperatura ambiente, un gas a presión constante cambia su volumen aproximadamente 1/293 (0.34%) por cada 1 °C de cambio. La ley de Charles se cumple bien en gases lejos de condensarse; los gases reales se desvían de ella cerca de su punto de ebullición y a alta presión. Si la presión también cambia, usa la calculadora de la ley combinada de los gases.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la ley de Charles?
La ley de Charles establece que, a presión constante, el volumen de una cantidad fija de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta: V₁/T₁ = V₂/T₂. Si se duplica la temperatura en kelvin, se duplica el volumen.
¿Por qué tengo que usar kelvin en la ley de Charles?
El volumen es proporcional a la temperatura absoluta, que empieza en el cero absoluto. Celsius y Fahrenheit tienen puntos cero arbitrarios, así que usarlos directamente da resultados erróneos o una división entre cero a 0 °C. Convierte con K = °C + 273.15 o K = (°F − 32) × 5/9 + 273.15.
¿Cómo encuentro el volumen final?
Usa V₂ = V₁ × T₂ ÷ T₁ con las temperaturas en kelvin. Un globo de 3.00 L a 22 °C (295.15 K) enfriado a −18 °C (255.15 K) se encoge a 3.00 × 255.15 ÷ 295.15 ≈ 2.59 L.
¿Cómo encuentro la temperatura final?
Usa T₂ = T₁ × V₂ ÷ V₁. Para duplicar el volumen de un gas a 25 °C (298.15 K), caliéntalo a 596.3 K, que son 323.15 °C, no 50 °C.
¿Qué ejemplos cotidianos hay de la ley de Charles?
Un globo se encoge con el frío y se expande al sol, los globos aerostáticos suben porque el aire caliente se expande y se vuelve menos denso, el pan crece en el horno y una bolsa cerrada de papas fritas se infla dentro de un auto caliente.
¿Qué relación hay entre la ley de Charles y el cero absoluto?
Si se prolonga la recta del volumen frente a la temperatura hasta un volumen cero, se llega a unos −273 °C. Esa observación ayudó a definir el cero absoluto, 0 K = −273.15 °C, la temperatura más baja posible.
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