[Química] 🚀Leyes de los gases ✈ LEY DE CHARLES 🧳
Summary
TLDREn este video, se explora la Ley de Charles, una importante ley de los gases que relaciona el volumen y la temperatura de un gas a presión constante. Se explica su historia, desde su descubrimiento por Jacques Charles hasta sus aplicaciones prácticas, como la inflación de globos y la cocción del pan. Se resuelven problemas específicos para ilustrar cómo aplicar la ley, destacando la necesidad de convertir temperaturas a escala Kelvin para obtener resultados precisos. El video es una herramienta educativa para comprender mejor la relación entre volumen y temperatura en los gases.
Takeaways
- 🌡️ La Ley de Charles, también conocida como la ley de los gases ideales, establece que el volumen de un gas está directamente proporcional a su temperatura, siempre y cuando la presión se mantenga constante.
- 🎈 El avance en la comprensión de los gases fue posible gracias a la investigación de Jacques Alexandre César Charles, quien también inventó el termómetro de 20 metros y fue el primero en realizar un viaje en globo aerostático en 1783.
- ✈️ Los globos aerostáticos funcionan gracias al comportamiento de los gases, que se expanden y contraen con cambios en la temperatura.
- 🔍 La relación entre volumen y temperatura según la Ley de Charles es directa: al aumentar la temperatura, también aumenta el volumen, y viceversa.
- 🌡️ La temperatura debe medirse en una escala absoluta, como los grados Kelvin, para aplicar correctamente la Ley de Charles.
- 🔄 La conversión de grados centígrados a Kelvin se realiza sumando 273,15 a la temperatura en grados centígrados.
- 🧪 La Ley de Charles tiene aplicaciones prácticas en la vida cotidiana, como la expansión de la leche al calentarse y la espumadura del pan al cocinarse.
- 🧭 Para resolver problemas con la Ley de Charles, es crucial identificar datos iniciales y finales, y utilizar la fórmula correcta para despejar la variable desconocida.
- 📚 Al resolver ejercicios, es fundamental recordar que las temperaturas deben estar en escala absoluta para obtener resultados confiables.
- 🌐 La Ley de Charles es una herramienta valiosa en la química y la física, y su comprensión puede mejorarse con la práctica y la realización de ejercicios.
Q & A
¿Quién es Jack Alexander César Charles y qué es conocido por?
-Jack Alexander César Charles es conocido por ser el primero en realizar un viaje en globo aerostático en el año de 1783 y por sus estudios en el comportamiento de los gases, además de ser el inventor del metro cúbico y la ley de Charles.
¿Qué fenómeno observó Charles que llevó a la formulación de su ley?
-Charles observó que el volumen de los gases aumentaba al aumentar la temperatura y disminuía al disminuirla, lo que llevó a la formulación de su ley basada en la relación directa entre volumen y temperatura.
¿Cuál es la relación entre el volumen y la temperatura según la ley de Charles?
-Según la ley de Charles, el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura, siempre y cuando la presión se mantenga constante.
¿Por qué es importante medir la temperatura en una escala absoluta para la ley de Charles?
-La temperatura debe medirse en una escala absoluta, como los grados Kelvin, para que la ley de Charles sea aplicada correctamente, ya que esta escala considera el cero absoluto, la temperatura más baja posible.
¿Cuál es la temperatura más baja que puede existir según la teoría cinético molecular?
-La temperatura más baja que puede existir según la teoría cinético molecular es el cero absoluto, que es 0 Kelvin.
¿Cómo se relaciona el aumento de temperatura con la formación de vapor cuando se calienta leche?
-Cuando se calienta leche, el aumento de temperatura causa que el agua se evapore formando vapor, lo que aumenta la capa de nata y la leche se espesa.
¿Cómo se puede observar la ley de Charles en la cocción del pan?
-Durante la cocción del pan, la fermentación produce gases que se expanden al calentarse, haciendo que el pan se esponjee y suba en volumen.
¿Qué sucede con los aerosoles si se exponen al fuego y por qué?
-Los aerosoles, al exponerse al fuego, pueden aumentar su volumen debido al aumento de temperatura, lo que puede provocar que el recipiente se rompe debido a la presión aumentada.
¿Cómo se resuelve un problema que involucra la ley de Charles y un cambio de temperatura?
-Para resolver un problema que involucra la ley de Charles y un cambio de temperatura, se identifican las temperaturas y volúmenes iniciales y finales, se aplican las temperaturas en escala Kelvin y se utiliza la fórmula de la ley de Charles para calcular el volumen final o la temperatura final desconocida.
¿Cómo se calcula el volumen final de un gas si se conocen el volumen inicial, la temperatura inicial y la temperatura final?
-El volumen final de un gas se calcula usando la ley de Charles, donde el volumen inicial multiplicado por la temperatura final (en Kelvin) se divide por la temperatura inicial (en Kelvin).
¿Qué es el cero absoluto y cómo se relaciona con la temperatura y el volumen de los gases?
-El cero absoluto es la temperatura más baja posible, equivalente a 0 Kelvin, y según la ley de Charles, a esta temperatura se asociaría un volumen de gas teóricamente nulo.
Outlines
🎈 Introducción a la Ley de Charles
El primer párrafo introduce el tema de la ley de Charles, explicando brevemente la historia de su creador, Jacques Alexandre César Charles, y su relevancia en la física y la química. Se menciona su viaje en globo aerostático en 1783 y su contribución al desarrollo del metro y la densidad de los líquidos. La ley de Charles, publicada en 1787, establece que el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura, siempre y cuando la presión se mantenga constante. Además, se destaca la importancia de medir la temperatura en una escala absoluta, como los grados Kelvin, para aplicar esta ley correctamente.
🔍 Aplicación de la Ley de Charles
Este párrafo se enfoca en cómo aplicar la ley de Charles para resolver ejercicios prácticos. Se presenta un ejemplo donde se calcula el cambio de volumen de un globo debido a una disminución de temperatura. Se explica el proceso paso a paso, destacando la necesidad de convertir las temperaturas de grados Celsius a Kelvin antes de aplicar la fórmula. El resultado muestra cómo el volumen del globo disminuye con la bajada de temperatura, demostrando la validez de la ley de Charles.
🌡 Solución de un Segundo Ejercicio
En el tercer párrafo, se presenta otro ejercicio que involucra la ley de Charles. Se describe una situación en la que se mide el volumen de un gas a una temperatura inicial y luego se calcula la temperatura ambiente después de que el gas se enfríe y su volumen cambie. Se detalla el proceso de despeje de la fórmula, la conversión de temperaturas a escala Kelvin y el cálculo final que resulta en la temperatura ambiente. Este ejemplo subraya la precisión requerida en la manipulación de las unidades y la importancia de la ley de Charles en la química.
📚 Conclusión y Recomendaciones
El último párrafo concluye la explicación de la ley de Charles, resaltando la importancia de la práctica para comprender completamente la ley y sus aplicaciones. Se ofrece un desafío adicional para que el espectador pruebe sus conocimientos y se proporciona una guía para resolverlo. Finalmente, se cierra el vídeo con un agradecimiento y un deseo de éxito en el aprendizaje de la química, animando a los espectadores a continuar explorando y practicando sus habilidades.
Mindmap
Keywords
💡Ley de Charles
💡Temperatura
💡Escala absoluta
💡Globos aerostáticos
💡Comportamiento ideal de un gas
💡César Charles
💡Grados Kelvin
💡Teoría cinético molecular
💡Cero absoluto
💡Ejercicios resueltos
Highlights
La ley de Charles es fundamental en el estudio del comportamiento de los gases.
Jacques Alexandre César Charles fue el primero en realizar un viaje en globo aerostático en 1783.
Charles inventó el termómetro de 20 metros y desarrolló la ley que lleva su nombre en 1787.
La ley de Charles establece que el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura cuando la presión es constante.
La temperatura debe medirse en una escala absoluta, como los grados Kelvin.
La teoría cinética molecular relaciona la temperatura con el movimiento de las partículas del gas.
Charles predijo la existencia del cero absoluto basado en sus experimentos.
La ley de Charles tiene aplicaciones prácticas, como la expansión de la leche al calentarse.
El aumento de volumen en aerosoles debido al calor puede causar su explosión.
Para resolver problemas con la ley de Charles, es necesario convertir temperaturas de Celsius a Kelvin.
Se muestra cómo calcular el volumen final de un globo inflado a diferentes temperaturas.
Se resuelve un ejercicio práctico donde se aplica la ley de Charles para encontrar la temperatura ambiental.
Se destaca la importancia de la práctica para comprender y aplicar correctamente la ley de Charles.
Se invita a los espectadores a resolver un problema práctico presentado en el video.
Se proporciona una resolución detallada de un ejercicio adicional para reforzar la comprensión.
El video finaliza con un agradecimiento y un despedida, animando a la audiencia a seguir aprendiendo.
Transcripts
qué tal amigos espero que se encuentren
muy bien en esta ocasión seguiremos
hablando de las leyes de los gastos pero
nos vamos a enfocar en la ley de charles
te mostraré cómo resolver ejercicios que
la involucran como siempre iremos paso a
paso para que quede muy claro así que
pon mucha atención y vamos para allá
[Música]
pues comenzamos y tal como te lo
mencioné vamos a hablar de la ley de
charles y como la podemos ocupar primero
que nada tenemos que identificar y en
fechar en realidad su nombre era jack
alexander césar charles y él fue el
primero en realizar un viaje en globo
aerostático en el año de
1783 y esto es importante mencionarlo
porque los globos aerostáticos funcionan
gracias al comportamiento de los gases
con temperatura además de sus estudios
en el comportamiento de los gases es el
inventor del 20 metro que nos permite
conocer la densidad que tienen
diferentes líquidos fue en el año de
1787 cuando desarrolló la conocida ley
de charles y esto fue basado en el
análisis que hizo del comportamiento de
los gases centrándose en dos variables
el volumen y la temperatura
considerando experimentos en donde la
presión era constante pero además tenía
que ser una presión
al comportamiento de los gases en estas
condiciones se le conoce como
comportamiento ideal de un gas ideal la
relación que él encontró respecto al
volumen y la temperatura es directamente
proporcional
es decir si nosotros aumentamos la
temperatura el volumen debe de aumentar
pero si nosotros disminuimos la
temperatura el volumen también debe de
disminuir una de las peculiaridades que
tenemos que notar respecto a esta ley es
la temperatura
ya que la temperatura no se debe de
medir en la escala usual sino que la
debemos de medir en una escala absoluta
esta es la razón por la cual los grados
centígrados se deben de convertir a
grados kelvin debemos de recordar que de
acuerdo a la teoría cinético molecular
la temperatura está asociada a la
cantidad de movimiento que tienen las
partículas que constituyen a nuestro gas
entre más rápido se mueven significa que
tienen una mayor temperatura
sus experimentos permitieron predecir
que puede haber temperaturas muy bajas
hasta el grado de llegar al cero
absoluto la temperatura más baja que
puede existir en el universo
esta afirmación estaba basada en sus
experimentos y en sus resultados
genera un gráfico en donde observaba el
cambio de temperatura y veía la
consecuencia que tenía en el cambio de
volumen predijo que se podía llegar a un
volumen de 0 y en ese volumen de 0
entonces debería de tener la temperatura
más baja posible en el universo el cero
absoluto
de forma similar a otras leyes podemos
encontrar diversas aplicaciones uno de
los fenómenos que probablemente has
visto es cómo se sube la leche cuando
nosotros la calentamos y esto se debe a
la formación de vapor es que con el
aumento de la temperatura eleva la capa
de nata que está en la ley
este fenómeno también lo podemos
observar en la cocción del pan que de
acuerdo a las cantidades de gas que se
forman dentro de él este se va esponjado
y va subiendo una observación más que es
en el caso de los aerosoles que
seguramente has visto que tiene una nota
que no se debe de exponer al fuego ya
que al exponerse estos tienden a
aumentar su volumen pero como el
recipiente tiene un volumen fijo
entonces aumenta la presión y se puede
romper pero llegó el momento de ver cómo
podemos resolver ejercicios que
involucran a la ley de chad así que pon
mucha atención veamos entonces cómo se
realiza la resolución de un problema
asociado a la ley de hart el problema es
el cimiento nos dice que en un día
caluroso a 28 grados centígrados se
infla un globo utilizando un galón de
aire
al llegar la noche la temperatura baja
hasta 15 grados centígrados por lo que
el volumen cambia calcula el volumen
final del globo para poder resolver este
problema lo primero que necesitamos es
identificar la información que nos están
dando los datos lo primero que nos dice
es que es un día caluroso y nos está
dando una temperatura esta es una
condición inicial porque está empezando
la situación la temperatura inicial por
lo tanto es de 28 grados centígrados
nos dice que se infla un globo usando un
galón de aire el galón es una medida de
volumen por lo tanto el volumen inicial
va a ser de un galón
después nos dice que cuando llega la
noche la temperatura baja es decir hay
un cambio en la temperatura y la
temperatura final es de 15 grados
centígrados
y nos está preguntando qué le está
pasando a nuestro volumen ya que
identificamos los datos ahora tenemos
que reconocer qué fórmula vamos a
utilizar
como tenemos variaciones en el volumen y
en la temperatura la ley de charles
justamente relación a esas variables por
lo tanto vamos a utilizar la ley de
charles la ley de charles nos dice que
el volumen inicial entre la temperatura
inicial es igual al volumen final entre
la temperatura final como nos están
pidiendo el volumen final nosotros
necesitamos hacer un despedido al
despejar vamos a tener que el volumen
final va a ser el volumen inicial por la
temperatura final entre la temperatura
inicial
una vez que ya tenemos el despeje ten
cuidado no podemos sustituir
directamente porque hay un factor
fundamental en la resolución de la ley
de cal y esto es que la temperatura debe
de estar en una escala absoluta las
escalas absolutas son la kelvin y la
ranking pero en el sistema internacional
funciona la quema
lo que necesitamos es convertir las
temperaturas que nosotros tenemos en
grados centígrados a kelvin para
convertirla a los grados centígrados les
debemos de sumar
273 punto 15 y obtendremos la
temperatura en que de esta manera los 28
grados centígrados van a ser 300
1.15 kelvin y en el caso de los 15
grados centígrados serán
288 punto 15 que lyon ahora si esas
temperaturas están en una escala
absoluta y ya podemos hacer la
sustitución
de manera que el volumen final será el
volumen inicial que es póngalo por la
temperatura final que son 288 punto 15
que lo
todo esto dividido entre la temperatura
inicial que son 300 1.15 que
finalmente tenemos que hacer esas
operaciones pero te vas a dar cuenta que
los kelvin que están multiplicando y
dividiendo se van a reducir de manera
que las unidades que vamos a tener al
final van a ser galones que son la
medida de volumen y entonces
multiplicaremos uno por 288 punto 15
entre trescientos 1.15 lo que nos da
0.95 y esto van a ser galones de manera
que cuando llega la noche el volumen de
nuestro globo ahora es de 0.95 galones
lo que te vas a dar cuenta es que
inicialmente la temperatura disminuyó y
de acuerdo a la ley de charles si la
temperatura disminuye el volumen también
debe de disminuir y te vas a dar cuenta
que está disminuyendo lo que significa
que el problema está bien resuelto cómo
te puedes dar cuenta no es complicado
sin embargo vamos a ver otro ejemplo en
donde si podemos encontrar algunas
complicaciones pon mucha atención el
siguiente problema nos dice que tenemos
una reacción química y que en éstas se
producen
235 mililitros de un gas a una
temperatura de 130 grados centígrados se
le deje enfriar a la temperatura del
laboratorio es decir una temperatura
ambiental y el nuevo volumen es de 170
mililitros nos pregunta cuál es la
temperatura ambiental en grados
centígrados una vez más lo primero que
necesitamos es identificar la
información que nos están dando primero
nos dan 235 mililitros eso corresponde
un volumen y va a ser nuestro volumen
inicial puesto que son las condiciones
iniciales en las que se obtiene ese gas
después nos dice que se obtiene a 130
grados centígrados es una temperatura en
las mismas condiciones condiciones
iniciales
a continuación nos dice que baja la
temperatura y el nuevo volumen es de 170
mililitros
este es un volumen final y nos está
preguntando cuál es la temperatura final
en esas nuevas condiciones
la fórmula que vamos a utilizar es la
ley de charles puesto que relaciona el
volumen y la temperatura considerando
que la presión no está cambiando de esta
manera la fórmula será que el volumen
inicial entre la temperatura inicial
debe de ser igual al volumen final entre
la temperatura final
debemos de despejar en este caso vamos a
despejar la temperatura final parece ser
no tan sencillo pero si tienes dudas
respecto a cómo se lleva a cabo ese
despeje te recomiendo que veas el vídeo
en donde explico cómo se pueden hacer lo
que usted lo encontrarás aquí
el despeje nos quedará en la temperatura
final es igual a la temperatura inicial
por el volumen final entre el volumen
inicial
debemos de recordar que la temperatura
se debe de manejar en escala absoluta a
pesar de que me lo están dando en grados
centígrados debemos hacer el cambio a
grados absolutos a kelvin y una vez que
tengamos el resultado lo podremos pasar
a centígrados entonces esa temperatura
inicial de 130 grados centígrados la
vamos a escribir en kelvin sumándole
273 punto 15 lo que nos va a dar 400
3.15 que como ya tenemos la temperatura
inicial en kelvin ahora sí vamos a
sustituir ya realizar las operaciones
sindicadas la temperatura final será la
temperatura inicial que son 400 3.15 que
él
todo x el volumen final el volumen final
son 170 mililitros lo vamos a dividir
entre nuestro volumen inicial que son
235 mililitros te puedes dar cuenta que
los mililitros están multiplicando y
dividiendo por lo tanto los vamos a
reducir y nos quedarían como únicas
unidades los kelly que son la
temperatura
vamos a multiplicar esos 400 3.15 por
170 y dividirlos entre 235 lo que nos da
291 puntos 64 kelvin
pero esta temperatura está en que el
bien y nos están pidiendo en grados
centígrados para convertir a grados
centígrados ahora le vamos a restar
273 punto 15 al hacer esta resta
obtenemos
18.49 grados centígrados es decir la
temperatura del ambiente en ese
laboratorio es prácticamente
18.5 grados centígrados y con esto ha
quedado resuelto este problema
una vez más es importante que realices
el análisis para ver el cumplimiento de
la ley de charles de acuerdo a la
información que nos dieron el volumen
está disminuyendo y esto significa que
la temperatura también debe de disminuir
y los resultados concuerdan con esa
afirmación
para cerrar te voy a dejar un problema
para que tú lo resuelvan
entonces el problema será el siguiente
este es el ejercicio que te pido que tú
resuelvas te voy a mostrar la resolución
así que en este momento te voy a pedir
que le pongas pausa al vídeo pone pausa
bien ahí ya puedes ver la resolución de
este ejercicio y en la resolución el
volumen final va a ser de
22.08 metros cúbicos
si tienes dudas respecto a la resolución
no te preocupes vamos a explicarlo para
que veas cómo se resolvió primero
identificamos los datos el volumen
inicial fue de 15 metros cúbicos
la temperatura inicial de 150 grados
centígrados que se tenía que convertir a
kelvin la temperatura final de 350
grados centígrados que también se
convirtió y nos pedía el volumen final
usando la ley de charles y despejando el
volumen final teníamos que multiplicar
el volumen inicial por la temperatura
final entre la temperatura inicial al
hacer la sustitución no todos llegamos
al resultado de 22.08 metros cúbicos
en resumen debes de tener cuidado al
resolver ejercicios con la ley de
charles ya que las leyes de los gases
las temperaturas
siempre se deben de utilizar en escala
absoluta deberás de convertir a kelvin
para que puedas tener un resultado que
sea confiable
pues bien con esto me voy a despedir
espero que esta explicación te haya
quedado muy clara y como siempre te
recomiendo que hagas tantos ejercicios
como te sea posible
solamente con la práctica podrás
comprenderlo a la perfección
me despido deseándote que tengas un
excelente día y nos vemos en la próxima
espero que esta explicación se haya
quedado lo más clara posible y haya
resuelto todas tus dudas si te gustó el
vídeo dale like comenta me para que
genere yo más vídeos que también sean de
mucha ayuda para todas esas personas que
requieren ayudas en la química me
despido creciendo te que seas feliz un
saludo especial para todos los ciber
manos y adiós
[Música]
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