Ley de Boyle: Presión vs Volumen

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I. INTRODUCCIÓN
Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es
constante
Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la
misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta
es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre
de Ley de Boyle y Mariotte.
La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado
es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la
temperatura es constante.
II. OBJETIVO
 Determinar experimentalmente la relación existente entre la presión y el
volumen de aire a temperatura constante.

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III. FUNDAMENTO TEÓRICO
Ley de Boyle
Esta ley nos permite relacionar la presión y el volumen de un gas cuando la
temperatura es constante.
La ley de Boyle (conocida también como de Boyle y Mariotte) establece que
la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al
volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.
Lo cual significa que:
El volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión que se le aplica:
En otras palabras:
Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
Si la presión disminuye, el volumen aumenta.
Esto nos conduce a que, si la cantidad de gas y la temperatura permanecen
constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.
Matemáticamente esto es:
Lo cual significa que el producto de la presión por el volumen es constante.
Para aclarar el concepto:
Tenemos un cierto volumen de gas (V1) que se encuentra a una presión P1. Si
variamos la presión a P2, el volumen de gas variará hasta un nuevo valor V2, y se
cumplirá:
Que es otra manera de expresar la ley de Boyle.
IV. MATERIALES
 Sensor de Presión
 Jeringa
 Computador PC con interfaz Pasco
 Programa DATA STUDIO

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V. PROCEDIMIENTO
 Arme el sistema de la figura 1, conectando el sensor de presión a la
jeringa
 Conecte el sensor de presión al canal análogo A.
1) Ponga en ejecución el programa Data Studio. Aparecerá en la pantalla la
ventana para comenzar el experimento.
2) Arrastre el icono que representa el sensor análogo al canal A .Escoja en la lista
de sensores, Pressure Sensor Absolute (Sensor de Presion Absoluta), que
corresponde al sensor de presión.
3) Presione Options (opciones) y active la opción relacionada al teclado
Keyboard, para ingresar datos por el teclado. Ingrese volumen en el casillero
de Name y cc en Units. Presione OK.
4) Presione el botón Calculate (calculadora) para ingresar la
fórmula para calcular el inverso del volumen. Para ello define la variable
, donde la variable la tiene que definir como volumen (volumen).
Presione aceptar.

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5) Ubique el pistón en la posición de la graduación de la jeringa. Antes de
iniciar la recolección de datos, desplace el pistón lentamente hasta la posición
.
6) Para iniciar la recolección de datos presione START (Inicio) y
luego Keep (Mantener) en ese instante se abrirá una ventana e ingrese el
primer dato de volumen, ., y así comience a ingresar de
a sucesivamente hasta llegar a tener unos 10 pares de datos medidos.. Al
finalizar presione el botón rojo.
VI. RESULTADOS
V (ml) P (kPa)
1 5 232,40
2 9 232,40
3 13 169,45
4 17 126,30
5 20 108,42
Atm.
ml.

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VII. DISCUSIONES
El volumen es inversamente proporcional a la presión:
•Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
•Si la presión disminuye, el volumen aumenta.
¿Por qué ocurre esto?
Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a
las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra
ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de
choques del gas contra las paredes.
Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor
y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión.
Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen
constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.
Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es:
(el producto de la presión por el volumen es constante)
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una presión
P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2,
entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:
que es otra manera de expresar la ley de Boyle.

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VIII. CONCLUSIONES
1. La presión ejercida por una fuerza física es inversamente proporcional al volumen
de una masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.
2. A temperatura constante, el volumen de una masa fija de gas es inversamente
proporcional a la presión que este ejerce.
3. Cuando aumenta la presión, el volumen baja, mientras que si la presión disminuye
el volumen aumenta.
IX. BIBLIOGRAFÍA