Ley de Charles;

Jacques Alexandre César Charles, inventor, científico y matemático francés, fue el primero en realizar un viaje en globo aerostático y quien descubrió la Ley de Charles, previo al de Joseph Gay-Lussac, ya que Charles lo había descubierto en 1787 y Gay-Lussac en 1802, por lo que usualmente se le atribuye a Charles.

En 1787, Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una porción de gas que se le ejercía presión constante, observando asi que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas aumentaba juntamente y que al enfriar disminuía su volumen. Esto quiere decir que:

Si la presión es constante, el volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas:

Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene el mismo valor. Por lo que podemos decir que:

        V  = K

     T

Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la temperatura cambiará a T2, y se cumplirá:

V1=V2

T1   T2

que es otra manera de expresar la ley de Charles.

Esta ley se descubrio casi 140 años después que la de Boyle, ya que cuando Charles la enunció estuvo en el inconveniente de tener que relacionar el volumen con la temperatura Celsius puesto que aún no existía la escala absoluta de temperatura.


¿Y porque sucede esto?

Esto sucede porque al aumentar la temperatura del gas, las moléculas empiezan a moverse con mayor rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Lo que significa que se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen. Por ejemplo, si aumentamos la temperatura del gas al doble, el volumen se duplicara de igual manera.

•Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta.

•Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye.

Ejemplo:
Tenemos un gas con un volumen de 2.5 L a 25 °C. ¿Cuál será su nuevo volumen si la temperatura se reduce a 10 °C? Primero expresamos la temperatura en kelvin: T1 = (25 + 273) K= 298 K T2 = (10 + 273 ) K= 283 K Ahora sustituimos los datos en la ecuación:
V1=V2
T1   T2
 Sustitucion:
　
2.5L=V2
     298K  283 K
Despejando V2 se obtiene el valor para el nuevo volumen que es 2.37 L. que viene siendo
el volumen resultante al reducir la temperatura a 10 °C