Ley de Charles

 La ley de Charles (también conocida como la ley de los volúmenes) es una ley experimental de los gases que describe cómo los gases tienden a expandirse cuando se calientan. Un enunciado moderno de la ley de Charles es:

Una animación que demuestra la relación entre el volumen y la temperatura.

Ideal gas law relationships.svg

Cuando la presión sobre una muestra de gas seco se mantiene constante, la temperatura Kelvin y el volumen estarán en proporción directa.[1]​

Esta relación de proporción directa se puede escribir como:

{\displaystyle V\propto T}

{\displaystyle V\propto T}

Entonces esto significa:

{\displaystyle {\frac {V}{T}}=k,\quad {\text{o}}\quad V=kT}

{\displaystyle {\frac {V}{T}}=k,\quad {\text{o}}\quad V=kT}

donde:

V es el volumen del gas,

T es la temperatura del gas (medida en Kelvins), y

k es una constante distinta de cero

Esta ley describe cómo se expande un gas a medida que aumenta la temperatura; por el contrario, una disminución de la temperatura conducirá a una disminución del volumen. Para comparar la misma sustancia bajo dos conjuntos diferentes de condiciones, la ley se puede escribir como:

{\displaystyle {\frac {V_{1}}{T_{1}}}={\frac {V_{2}}{T_{2}}}}

{\displaystyle {\frac {V_{1}}{T_{1}}}={\frac {V_{2}}{T_{2}}}}

La ecuación muestra que, a medida que aumenta la temperatura absoluta, el volumen del gas también aumenta en proporción. También podemos escribir:

{\displaystyle V=V_{0}\left[1+\alpha \left(T-T_{0}\right)\right]}{\displaystyle V=V_{0}\left[1+\alpha \left(T-T_{0}\right)\right]}, donde {\displaystyle \alpha }\alpha depende de {\displaystyle P}P.

Esta ley no se aplica en presiones altas. Pero notamos que, cuando la presión {\displaystyle P}P tiende a cero, {\displaystyle \alpha }\alpha tiende a un valor universal, independiente del gas, aproximadamente igual a 0,003,661 = 1/ 273,15, cuando las temperaturas se expresan en grados Celsius.[2