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Leyes de los gases ESO y Bachillerato ejercicios resueltos paso a paso

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Leyes de los gases ESO y Bachillerato: teoría, ejercicios resueltos y problemas paso a paso

Las leyes de los gases son uno de esos temas que parecen de Química, pero en realidad mezclan Química, Física y Matemáticas. Hay presión, volumen, temperatura, proporcionalidad, unidades y despejes. Si el alumno entiende la relación entre esas magnitudes, las fórmulas dejan de ser una lista para memorizar.

En este recurso trabajamos Boyle, Charles, Gay-Lussac, la ley combinada y la ecuación de los gases ideales \(PV=nRT\), pero sin meternos todavía en problemas largos de estequiometría. Primero hay que dominar las magnitudes y las unidades.

ESO Bachillerato Boyle Charles Gay-Lussac Kelvin PV=nRT Unidades

Un tema pequeño que bloquea muchos exámenes

En gases, el fallo típico no es la fórmula. El fallo suele estar en usar grados Celsius cuando hay que usar Kelvin, mezclar litros con metros cúbicos o no ver si una magnitud debe subir o bajar. En las clases online de Matemáticas, Física y Química trabajamos estos problemas con pizarra compartida, paso a paso, hasta que el alumno entiende la relación física que hay detrás.

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1. Qué es un gas y qué magnitudes importan

Un gas ocupa todo el recipiente que lo contiene. Sus partículas están muy separadas y se mueven continuamente. Por eso, cuando estudiamos gases, nos interesan cuatro magnitudes principales.

Presión

Indica la fuerza que ejerce el gas sobre las paredes del recipiente.

Se puede medir en atm, Pa o mmHg.

Volumen

Es el espacio que ocupa el gas.

Se puede medir en L o en \(m^3\).

Temperatura

Debe trabajarse en Kelvin en las leyes de los gases.

No se usan grados Celsius directamente en las fórmulas.

Cantidad de sustancia

Se mide en mol.

Aparece en la ecuación de gases ideales \(PV=nRT\).

Observación de profesor. Si el problema dice 25 °C y el alumno mete 25 en la fórmula, casi seguro que la solución sale mal. En gases hay que pasar a Kelvin.

2. Temperatura Kelvin

En las leyes de los gases, la temperatura debe estar en Kelvin. En el aula se usa muchas veces la aproximación:

\[ T(K)=T(°C)+273 \]

Si se quiere más precisión, se puede usar:

\[ T(K)=T(°C)+273,15 \]

En ESO y Bachillerato, salvo que el profesor indique otra cosa, suele ser suficiente usar 273.

Ejercicios rápidos de conversión

1. Pasa 25 °C a Kelvin

\[ T=25+273=298K \]
Resultado: \(298K\)

2. Pasa 0 °C a Kelvin

\[ T=0+273=273K \]
Resultado: \(273K\)

3. Pasa -10 °C a Kelvin

\[ T=-10+273=263K \]
Resultado: \(263K\)

4. Pasa 300 K a °C

\[ T(°C)=300-273=27°C \]
Resultado: \(27°C\)
Error frecuente. Kelvin no lleva símbolo de grado. Se escribe \(298K\), no \(298°K\).

3. Unidades de presión, volumen, cantidad y temperatura

Muchos errores en gases no son de Química, sino de unidades. Antes de sustituir en una fórmula conviene mirar si todas las magnitudes están en unidades coherentes.

Magnitud Unidades habituales Relación importante
Presión atm, Pa, mmHg \(1atm=101325Pa=760mmHg\)
Volumen L, \(m^3\) \(1L=10^{-3}m^3\), \(1m^3=1000L\)
Temperatura K \(T(K)=T(°C)+273\)
Cantidad de sustancia mol Aparece como \(n\) en \(PV=nRT\)
Conexión con Matemáticas. Las leyes de los gases son un buen ejemplo de proporcionalidad directa e inversa. Si esa base falla, conviene repasar proporcionalidad y porcentajes antes de complicar los problemas.

4. Ley de Boyle

La ley de Boyle se aplica cuando la temperatura permanece constante. Relaciona presión y volumen.

\[ P_1V_1=P_2V_2 \]

Si la presión aumenta, el volumen disminuye. Es una relación de proporcionalidad inversa.

Ejemplo guiado

Un gas ocupa \(4L\) a \(1atm\). Si la presión aumenta hasta \(2atm\), manteniendo la temperatura constante, ¿qué volumen ocupará?

Datos: \[ P_1=1atm \] \[ V_1=4L \] \[ P_2=2atm \] \[ V_2=? \]
Aplicamos Boyle: \[ P_1V_1=P_2V_2 \]
Sustituimos: \[ 1\cdot4=2\cdot V_2 \]
Despejamos: \[ V_2=\frac{4}{2}=2L \]
Resultado: \(V_2=2L\). Tiene sentido: si la presión se duplica, el volumen se reduce a la mitad.

5. Ley de Charles

La ley de Charles se aplica cuando la presión permanece constante. Relaciona volumen y temperatura.

\[ \frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2} \]

Si la temperatura aumenta, el volumen aumenta. Es una relación de proporcionalidad directa.

Importante. En esta fórmula la temperatura debe estar en Kelvin. No sirve usar grados Celsius directamente.

Ejemplo guiado

Un gas ocupa \(3L\) a \(27°C\). ¿Qué volumen ocupará a \(127°C\), si la presión permanece constante?

Pasamos temperaturas a Kelvin: \[ T_1=27+273=300K \] \[ T_2=127+273=400K \]
Datos: \[ V_1=3L \] \[ T_1=300K \] \[ T_2=400K \] \[ V_2=? \]
Aplicamos Charles: \[ \frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2} \]
Sustituimos: \[ \frac{3}{300}=\frac{V_2}{400} \]
Despejamos: \[ V_2=\frac{3\cdot400}{300}=4L \]
Resultado: \(V_2=4L\). Al subir la temperatura, aumenta el volumen.

6. Ley de Gay-Lussac

La ley de Gay-Lussac se aplica cuando el volumen permanece constante. Relaciona presión y temperatura.

\[ \frac{P_1}{T_1}=\frac{P_2}{T_2} \]

Si la temperatura aumenta y el volumen no cambia, la presión aumenta. También es proporcionalidad directa.

Ejemplo guiado

Un gas está a \(1,5atm\) y \(300K\). Si se calienta hasta \(450K\) manteniendo el volumen constante, ¿cuál será la presión final?

Datos: \[ P_1=1,5atm \] \[ T_1=300K \] \[ T_2=450K \] \[ P_2=? \]
Aplicamos Gay-Lussac: \[ \frac{P_1}{T_1}=\frac{P_2}{T_2} \]
Sustituimos: \[ \frac{1,5}{300}=\frac{P_2}{450} \]
Despejamos: \[ P_2=\frac{1,5\cdot450}{300}=2,25atm \]
Resultado: \(P_2=2,25atm\). Al subir la temperatura con volumen constante, sube la presión.

7. Ley combinada de los gases

La ley combinada se usa cuando cambian presión, volumen y temperatura, pero la cantidad de gas permanece constante.

\[ \frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2} \]

Es una fórmula muy útil porque contiene a Boyle, Charles y Gay-Lussac como casos particulares.

Ejemplo guiado

Un gas ocupa \(2L\) a \(1atm\) y \(300K\). ¿Qué volumen ocupará a \(2atm\) y \(400K\)?

Datos: \[ P_1=1atm \] \[ V_1=2L \] \[ T_1=300K \] \[ P_2=2atm \] \[ T_2=400K \] \[ V_2=? \]
Aplicamos la ley combinada: \[ \frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2} \]
Sustituimos: \[ \frac{1\cdot2}{300}=\frac{2\cdot V_2}{400} \]
Despejamos: \[ V_2=\frac{1\cdot2\cdot400}{300\cdot2} \] \[ V_2=1,33L \]
Resultado aproximado: \(V_2=1,33L\)

8. Ecuación de gases ideales

La ecuación de los gases ideales relaciona presión, volumen, cantidad de gas y temperatura.

\[ PV=nRT \]
Símbolo Significado Unidad habitual si usamos \(R=0,082\)
\(P\) Presión atm
\(V\) Volumen L
\(n\) Cantidad de sustancia mol
\(R\) Constante de los gases \(0,082 \frac{atm\cdot L}{mol\cdot K}\)
\(T\) Temperatura K
Cuidado. Si usamos \(R=0,082\), la presión debe estar en atm, el volumen en L y la temperatura en K. Si usamos unidades del Sistema Internacional, se toma \(R=8,31\frac{J}{mol\cdot K}\), con presión en Pa y volumen en \(m^3\).

9. Despejes básicos en \(PV=nRT\)

Antes de hacer muchos problemas, conviene ver los cuatro despejes principales.

Calcular presión

\[ P=\frac{nRT}{V} \]

Calcular volumen

\[ V=\frac{nRT}{P} \]

Calcular moles

\[ n=\frac{PV}{RT} \]

Calcular temperatura

\[ T=\frac{PV}{nR} \]
Consejo práctico. En estos problemas no basta con despejar. Antes de sustituir, revisa unidades. Después del resultado, piensa si tiene sentido.

10. Errores frecuentes en leyes de los gases

1. Usar grados Celsius

En gases se usa Kelvin. Este es el error más habitual.

2. Mezclar unidades

Si usas \(R=0,082\), trabaja con atm, L, mol y K.

3. Confundir presión y volumen

En Boyle, si sube la presión, baja el volumen. No suben los dos.

4. Despejar sin orden

Muchos errores son algebraicos. Conviene escribir el despeje antes de sustituir.

5. Usar una R incompatible

\(R=0,082\) no se usa con Pa y \(m^3\). Para SI se usa \(R=8,31\).

6. No comprobar el sentido físico

Si aumenta la temperatura a presión constante, el volumen debe aumentar. Si no ocurre, hay que revisar.

11. 25 ejercicios resueltos de leyes de los gases

1. Conversión de temperatura

Pasa \(35°C\) a Kelvin.

\[ T=35+273=308K \]
Resultado: \(308K\)

2. Conversión de temperatura

Pasa \(250K\) a grados Celsius.

\[ T(°C)=250-273=-23°C \]
Resultado: \(-23°C\)

3. Conversión de presión

Pasa \(2atm\) a Pa.

\[ 1atm=101325Pa \] \[ 2atm=2\cdot101325=202650Pa \]
Resultado: \(202650Pa\)

4. Conversión de volumen

Pasa \(3,5L\) a \(m^3\).

\[ 1L=10^{-3}m^3 \] \[ 3,5L=3,5\cdot10^{-3}m^3 \]
Resultado: \(0,0035m^3\)

5. Ley de Boyle

Un gas ocupa \(10L\) a \(1atm\). ¿Qué volumen ocupará a \(5atm\), a temperatura constante?

\[ P_1V_1=P_2V_2 \] \[ 1\cdot10=5\cdot V_2 \] \[ V_2=2L \]
Resultado: \(2L\)

6. Ley de Boyle

Un gas ocupa \(6L\) a \(2atm\). Si pasa a \(3atm\), ¿qué volumen ocupa?

\[ 2\cdot6=3\cdot V_2 \] \[ V_2=4L \]
Resultado: \(4L\)

7. Ley de Boyle

Un gas tiene \(V_1=8L\), \(P_1=1,5atm\) y \(V_2=3L\). Calcula \(P_2\).

\[ P_1V_1=P_2V_2 \] \[ 1,5\cdot8=P_2\cdot3 \] \[ P_2=\frac{12}{3}=4atm \]
Resultado: \(4atm\)

8. Ley de Charles

Un gas ocupa \(5L\) a \(300K\). ¿Qué volumen ocupará a \(450K\), a presión constante?

\[ \frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2} \] \[ \frac{5}{300}=\frac{V_2}{450} \] \[ V_2=\frac{5\cdot450}{300}=7,5L \]
Resultado: \(7,5L\)

9. Ley de Charles con Celsius

Un gas ocupa \(2L\) a \(27°C\). ¿Qué volumen ocupará a \(327°C\), a presión constante?

\[ T_1=27+273=300K \] \[ T_2=327+273=600K \]
\[ \frac{2}{300}=\frac{V_2}{600} \] \[ V_2=4L \]
Resultado: \(4L\)

10. Ley de Charles

Un gas ocupa \(12L\) a \(400K\). ¿A qué temperatura ocupará \(9L\), a presión constante?

\[ \frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2} \] \[ \frac{12}{400}=\frac{9}{T_2} \] \[ T_2=\frac{9\cdot400}{12}=300K \]
Resultado: \(300K\)

11. Ley de Gay-Lussac

Un gas está a \(2atm\) y \(300K\). ¿Qué presión tendrá a \(600K\), con volumen constante?

\[ \frac{P_1}{T_1}=\frac{P_2}{T_2} \] \[ \frac{2}{300}=\frac{P_2}{600} \] \[ P_2=4atm \]
Resultado: \(4atm\)

12. Ley de Gay-Lussac con Celsius

Un gas está a \(1atm\) y \(0°C\). ¿Qué presión tendrá a \(273°C\), con volumen constante?

\[ T_1=0+273=273K \] \[ T_2=273+273=546K \]
\[ \frac{1}{273}=\frac{P_2}{546} \] \[ P_2=2atm \]
Resultado: \(2atm\)

13. Ley combinada

Un gas ocupa \(4L\), a \(1atm\) y \(300K\). Calcula el volumen si pasa a \(2atm\) y \(600K\).

\[ \frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2} \] \[ \frac{1\cdot4}{300}=\frac{2\cdot V_2}{600} \] \[ V_2=4L \]
Resultado: \(4L\). La presión se duplica, pero la temperatura absoluta también se duplica, y los efectos se compensan.

14. Ley combinada

Un gas ocupa \(5L\) a \(2atm\) y \(300K\). ¿Qué presión tendrá si ocupa \(10L\) a \(600K\)?

\[ \frac{2\cdot5}{300}=\frac{P_2\cdot10}{600} \] \[ P_2=2atm \]
Resultado: \(2atm\)

15. Gases ideales, calcular presión

Calcula la presión de \(2mol\) de gas en un recipiente de \(10L\) a \(300K\). Usa \(R=0,082\).

\[ PV=nRT \] \[ P=\frac{nRT}{V} \]
\[ P=\frac{2\cdot0,082\cdot300}{10} \] \[ P=4,92atm \]
Resultado: \(4,92atm\)

16. Gases ideales, calcular volumen

Calcula el volumen de \(1mol\) de gas a \(1atm\) y \(273K\). Usa \(R=0,082\).

\[ V=\frac{nRT}{P} \] \[ V=\frac{1\cdot0,082\cdot273}{1} \] \[ V=22,39L \]
Resultado aproximado: \(22,4L\)

17. Gases ideales, calcular moles

Un gas ocupa \(24,6L\), a \(1atm\) y \(300K\). Calcula los moles.

\[ n=\frac{PV}{RT} \] \[ n=\frac{1\cdot24,6}{0,082\cdot300} \] \[ n=1mol \]
Resultado: \(1mol\)

18. Gases ideales, calcular temperatura

Un gas de \(2mol\) ocupa \(20L\) a \(3atm\). Calcula la temperatura.

\[ T=\frac{PV}{nR} \] \[ T=\frac{3\cdot20}{2\cdot0,082} \] \[ T=365,85K \]
Resultado aproximado: \(366K\)

19. Presión en Pa con SI

Un gas tiene \(n=1mol\), \(T=300K\), \(V=0,01m^3\). Calcula la presión usando \(R=8,31\).

\[ P=\frac{nRT}{V} \] \[ P=\frac{1\cdot8,31\cdot300}{0,01} \] \[ P=249300Pa \]
Resultado: \(249300Pa\)

20. Volumen en \(m^3\)

Un gas tiene \(n=2mol\), \(T=300K\), \(P=101325Pa\). Calcula el volumen en \(m^3\) usando \(R=8,31\).

\[ V=\frac{nRT}{P} \] \[ V=\frac{2\cdot8,31\cdot300}{101325} \] \[ V=0,0492m^3 \]
Resultado aproximado: \(0,0492m^3\)

21. Boyle con mmHg

Un gas ocupa \(2L\) a \(760mmHg\). ¿Qué volumen ocupará a \(380mmHg\), si la temperatura es constante?

\[ P_1V_1=P_2V_2 \] \[ 760\cdot2=380\cdot V_2 \] \[ V_2=4L \]
Resultado: \(4L\)

22. Charles con bajada de temperatura

Un gas ocupa \(8L\) a \(400K\). ¿Qué volumen tendrá a \(200K\), a presión constante?

\[ \frac{8}{400}=\frac{V_2}{200} \] \[ V_2=4L \]
Resultado: \(4L\)

23. Gay-Lussac con bajada de temperatura

Un gas está a \(5atm\) y \(500K\). ¿Qué presión tendrá a \(250K\), con volumen constante?

\[ \frac{5}{500}=\frac{P_2}{250} \] \[ P_2=2,5atm \]
Resultado: \(2,5atm\)

24. Gases ideales con temperatura en Celsius

Calcula el volumen de \(0,5mol\) de gas a \(27°C\) y \(1atm\).

Primero pasamos temperatura: \[ T=27+273=300K \]
\[ V=\frac{nRT}{P} \] \[ V=\frac{0,5\cdot0,082\cdot300}{1} \] \[ V=12,3L \]
Resultado: \(12,3L\)

25. Problema de decisión física

Un gas está en un recipiente flexible. Si la temperatura aumenta y la presión se mantiene constante, ¿qué ocurre con el volumen?

A presión constante se aplica la ley de Charles: \[ \frac{V}{T}=constante \]
Si aumenta la temperatura en Kelvin, aumenta el volumen. La relación es directa.

12. 40 ejercicios para el alumno

Resuelve sin mirar las soluciones. En cada ejercicio, escribe datos, fórmula, sustitución, resultado y comprobación de unidades.

A. Kelvin y unidades

  1. Pasa \(20°C\) a K.
  2. Pasa \(100°C\) a K.
  3. Pasa \(-25°C\) a K.
  4. Pasa \(350K\) a °C.
  5. Pasa \(1,5atm\) a Pa.
  6. Pasa \(1520mmHg\) a atm.
  7. Pasa \(7L\) a \(m^3\).
  8. Pasa \(0,025m^3\) a L.

B. Ley de Boyle

  1. Un gas ocupa \(6L\) a \(1atm\). Calcula su volumen a \(3atm\).
  2. Un gas ocupa \(12L\) a \(2atm\). Calcula su volumen a \(4atm\).
  3. Un gas ocupa \(5L\) a \(6atm\). Calcula la presión si pasa a \(10L\).
  4. Un gas ocupa \(9L\) a \(2atm\). Calcula su presión si pasa a \(3L\).
  5. Un gas ocupa \(2,5L\) a \(760mmHg\). Calcula su volumen a \(380mmHg\).
  6. Un gas ocupa \(8L\) a \(1,2atm\). Calcula su presión a \(4L\).
  7. Un gas ocupa \(15L\) a \(0,8atm\). Calcula su volumen a \(2atm\).
  8. Un gas ocupa \(20L\) a \(1atm\). Calcula su presión si se comprime a \(5L\).

C. Ley de Charles

  1. Un gas ocupa \(4L\) a \(300K\). Calcula su volumen a \(600K\).
  2. Un gas ocupa \(10L\) a \(400K\). Calcula su volumen a \(200K\).
  3. Un gas ocupa \(3L\) a \(27°C\). Calcula su volumen a \(127°C\).
  4. Un gas ocupa \(6L\) a \(0°C\). Calcula su volumen a \(273°C\).
  5. Un gas ocupa \(5L\) a \(250K\). Calcula la temperatura si pasa a \(10L\).
  6. Un gas ocupa \(9L\) a \(450K\). Calcula la temperatura si pasa a \(6L\).
  7. Un gas ocupa \(2L\) a \(300K\). Calcula su volumen a \(450K\).
  8. Un gas ocupa \(12L\) a \(600K\). Calcula su volumen a \(300K\).

D. Ley de Gay-Lussac

  1. Un gas está a \(1atm\) y \(300K\). Calcula su presión a \(600K\).
  2. Un gas está a \(4atm\) y \(400K\). Calcula su presión a \(200K\).
  3. Un gas está a \(2atm\) y \(27°C\). Calcula su presión a \(327°C\).
  4. Un gas está a \(3atm\) y \(300K\). Calcula la temperatura si pasa a \(6atm\).
  5. Un gas está a \(5atm\) y \(500K\). Calcula su presión a \(250K\).
  6. Un gas está a \(0,8atm\) y \(280K\). Calcula su presión a \(350K\).

E. Ley combinada y gases ideales

  1. Un gas ocupa \(2L\) a \(1atm\) y \(300K\). Calcula su volumen a \(2atm\) y \(300K\).
  2. Un gas ocupa \(4L\) a \(1atm\) y \(300K\). Calcula su volumen a \(1atm\) y \(600K\).
  3. Un gas ocupa \(5L\) a \(2atm\) y \(300K\). Calcula su volumen a \(1atm\) y \(300K\).
  4. Un gas ocupa \(6L\) a \(1atm\) y \(300K\). Calcula su volumen a \(2atm\) y \(600K\).
  5. Calcula la presión de \(1mol\) de gas en \(10L\) a \(300K\).
  6. Calcula el volumen de \(2mol\) de gas a \(1atm\) y \(300K\).
  7. Calcula los moles de un gas que ocupa \(24,6L\) a \(1atm\) y \(300K\).
  8. Calcula la temperatura de \(1mol\) de gas que ocupa \(20L\) a \(1,23atm\).
  9. Calcula la presión de \(0,5mol\) en \(5L\) a \(300K\).
  10. Calcula el volumen de \(3mol\) a \(2atm\) y \(400K\).

13. Soluciones para corregir en casa

En las soluciones se da el resultado directo. Para corregir bien, conviene pedir al alumno que enseñe la fórmula usada y las unidades. Un resultado correcto sin proceso puede esconder un fallo de método.

Nº Resultado Comentario de corrección
1\(293K\)Sumar 273.
2\(373K\)Temperatura alta, resultado lógico.
3\(248K\)Puede haber temperaturas negativas en °C, pero no en K en estos ejercicios.
4\(77°C\)Restar 273.
5\(151987,5Pa\)\(1,5\cdot101325\).
6\(2atm\)\(1520/760=2\).
7\(0,007m^3\)Dividir entre 1000.
8\(25L\)Multiplicar por 1000.
9\(2L\)Boyle. Si la presión se triplica, el volumen se divide entre 3.
10\(6L\)\(2\cdot12=4V_2\).
11\(3atm\)Al duplicar volumen, presión se reduce a la mitad.
12\(6atm\)El volumen se divide por 3, presión se multiplica por 3.
13\(5L\)La presión se reduce a la mitad, volumen se duplica.
14\(2,4atm\)\(1,2\cdot8=P_2\cdot4\).
15\(6L\)\(0,8\cdot15=2V_2\).
16\(4atm\)\(1\cdot20=P_2\cdot5\).
17\(8L\)Temperatura se duplica.
18\(5L\)Temperatura se reduce a la mitad.
19\(4L\)\(27°C=300K\), \(127°C=400K\).
20\(12L\)\(0°C=273K\), \(273°C=546K\).
21\(500K\)Volumen se duplica, temperatura se duplica.
22\(300K\)\(9/450=6/T_2\).
23\(3L\)\(2/300=V_2/450\).
24\(6L\)Temperatura se reduce a la mitad.
25\(2atm\)Temperatura se duplica.
26\(2atm\)Temperatura se reduce a la mitad.
27\(4atm\)\(27°C=300K\), \(327°C=600K\).
28\(600K\)Presión se duplica, temperatura se duplica.
29\(2,5atm\)Temperatura se reduce a la mitad.
30\(1atm\)\(0,8/280=P_2/350\).
31\(1L\)Boyle dentro de ley combinada.
32\(8L\)Charles dentro de ley combinada.
33\(10L\)Presión se reduce a la mitad.
34\(6L\)Presión y temperatura se duplican, se compensan.
35\(2,46atm\)\(P=nRT/V\).
36\(49,2L\)\(V=nRT/P\).
37\(1mol\)\(n=PV/RT\).
38\(300K\)\(T=PV/nR\).
39\(2,46atm\)\(P=0,5\cdot0,082\cdot300/5\).
40\(49,2L\)\(V=3\cdot0,082\cdot400/2\).

14. Simulacro final de leyes de los gases

Tiempo recomendado: 35 minutos. Antes de empezar, escribe estas tres advertencias en la hoja: Kelvin, unidades y sentido físico.

Enunciados

  1. Pasa \(45°C\) a Kelvin.
  2. Pasa \(2,5atm\) a Pa.
  3. Un gas ocupa \(8L\) a \(1atm\). Calcula su volumen a \(4atm\), con temperatura constante.
  4. Un gas ocupa \(6L\) a \(300K\). Calcula su volumen a \(450K\), con presión constante.
  5. Un gas está a \(2atm\) y \(300K\). Calcula su presión a \(450K\), con volumen constante.
  6. Un gas ocupa \(3L\), a \(1atm\) y \(300K\). Calcula su volumen a \(2atm\) y \(600K\).
  7. Calcula la presión de \(2mol\) de gas en \(20L\) a \(300K\). Usa \(R=0,082\).
  8. Calcula el volumen de \(1,5mol\) de gas a \(1atm\) y \(300K\). Usa \(R=0,082\).
  9. Calcula los moles de un gas que ocupa \(12,3L\) a \(1atm\) y \(300K\).
  10. Explica por qué no se debe usar \(25°C\) directamente en una ley de gases.

Solución del simulacro

1. \(45+273=318K\)

2. \(2,5\cdot101325=253312,5Pa\)

3. \(1\cdot8=4\cdot V_2\), luego \(V_2=2L\)

4. \(\frac{6}{300}=\frac{V_2}{450}\), luego \(V_2=9L\)

5. \(\frac{2}{300}=\frac{P_2}{450}\), luego \(P_2=3atm\)

6. \(\frac{1\cdot3}{300}=\frac{2\cdot V_2}{600}\), luego \(V_2=3L\)

7. \(P=\frac{2\cdot0,082\cdot300}{20}=2,46atm\)

8. \(V=\frac{1,5\cdot0,082\cdot300}{1}=36,9L\)

9. \(n=\frac{1\cdot12,3}{0,082\cdot300}=0,5mol\)

10. Porque las leyes de los gases usan temperatura absoluta en Kelvin. Hay que convertir \(25°C\) en \(298K\).

15. Cuando los gases entran en reacciones químicas

Este recurso se ha centrado en las leyes de los gases: presión, volumen, temperatura, cantidad de sustancia y unidades. Cuando estos problemas se mezclan con reacciones químicas, entramos ya en estequiometría.

Si el problema incluye sustancias químicas que el alumno no reconoce, antes conviene repasar formulación inorgánica. Si el gas aparece dentro de una reacción, el paso previo es tener la ecuación química ajustada. Y cuando ya se combinan gases con moles, masas o reactivo limitante, el siguiente paso es estequiometría y disoluciones.

Separar bien los temas ayuda. Una cosa es saber usar \(PV=nRT\). Otra distinta es usar una reacción ajustada para calcular cantidades de reactivos o productos. Si se mezclan demasiado pronto, muchos alumnos no saben dónde está el error.

16. Recursos relacionados para seguir estudiando

Las leyes de los gases conectan con varios bloques. Conviene continuar según el tipo de dificultad que tenga el alumno.

Química 1 Bachillerato

Disoluciones y estequiometría

Para pasar de leyes de gases a cálculos químicos con moles, masas, concentraciones y reacciones.

Química PAU

Estequiometría, disoluciones, cinética y termodinámica

Cuando el alumno ya domina unidades, gases y ecuaciones, puede avanzar hacia problemas completos de Bachillerato y PAU.

Física y Química

Física y Química 3 ESO recuperación

Estas leyes también ayudan a entender presión, volumen y temperatura en Física y Química.

Matemáticas

Proporcionalidad y porcentajes

Boyle es proporcionalidad inversa. Charles y Gay-Lussac son proporcionalidad directa.

Química base

Formulación inorgánica

Recomendado si el alumno falla al reconocer sustancias, fórmulas o compuestos químicos.

Química base

Ajuste de ecuaciones químicas

Necesario cuando los gases aparecen dentro de reacciones químicas que deben equilibrarse.

¿Necesitas reforzar Física y Química antes de examen?

En Marlu Educativa trabajamos estos temas con método: primero entender las magnitudes, después elegir la ley adecuada, luego cuidar unidades y finalmente comprobar si el resultado tiene sentido. Las clases pueden ser online o presenciales, según disponibilidad.

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Preguntas frecuentes sobre leyes de los gases

¿Cuándo se usa la ley de Boyle?

Se usa cuando la temperatura permanece constante y cambian la presión y el volumen. Su fórmula es \(P_1V_1=P_2V_2\).

¿Cuándo se usa la ley de Charles?

Se usa cuando la presión permanece constante y cambian el volumen y la temperatura. La temperatura debe estar en Kelvin.

¿Cuándo se usa la ley de Gay-Lussac?

Se usa cuando el volumen permanece constante y cambian la presión y la temperatura.

¿Qué unidades se usan con \(R=0,082\)?

Se usa presión en atm, volumen en litros, cantidad en moles y temperatura en Kelvin.

¿Las leyes de los gases son lo mismo que estequiometría?

No. Las leyes de los gases estudian presión, volumen, temperatura y cantidad de gas. La estequiometría usa reacciones químicas ajustadas para calcular cantidades de sustancias.

Para seguir estudiando después de las leyes de los gases

Las leyes de los gases se entienden mucho mejor cuando el alumno sabe moverse entre Química, Física y Matemáticas. Por eso, después de trabajar presión, volumen, temperatura y \(PV=nRT\), conviene seguir una ruta ordenada. No todos los alumnos necesitan lo mismo: algunos fallan en las fórmulas químicas, otros en el ajuste de ecuaciones y otros en los cálculos con unidades.

Química base

Formulación inorgánica ESO, Bachillerato y PAU

Si el problema incluye sustancias químicas que el alumno no reconoce, antes conviene repasar formulación inorgánica: óxidos, hidruros, hidróxidos, ácidos, sales y oxosales.

Química base

Ajuste de ecuaciones químicas paso a paso

Si el gas aparece dentro de una reacción, el paso previo es tener la ecuación química ajustada. Primero se conserva el número de átomos; después se hacen cálculos.

Química 1 Bachillerato

Disoluciones y estequiometría

Cuando ya se combinan gases con moles, masas, concentraciones o reactivo limitante, el siguiente paso es estequiometría.

Química PAU

Estequiometría, disoluciones, cinética y termodinámica

Recurso adecuado cuando el alumno ya domina unidades, gases y ecuaciones, y necesita avanzar hacia problemas completos de Bachillerato y PAU.

Física y Química

Física y Química 3 ESO recuperación

Estas leyes también ayudan a entender presión, volumen, temperatura y comportamiento de la materia en Física y Química.

Matemáticas

Proporcionalidad y porcentajes

Boyle es proporcionalidad inversa. Charles y Gay-Lussac son proporcionalidad directa. Si falla la proporción, fallan muchos problemas de gases.

Clases online

Clases online de Matemáticas, Física y Química

Para trabajar estos ejercicios con pizarra compartida, despejes, unidades y corrección inmediata del razonamiento.

Recursos Marlu

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Si después de practicar gases el alumno sigue fallando en unidades, despejes o proporcionalidad, en Marlu Educativa podemos trabajarlo paso a paso en clase online o presencial, con ejercicios adaptados a su curso y a su examen.

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