TERMODINÁMICA, CALOR Y GASES

Ley de Gay-Lussac: fórmula y ejemplos explicados

Una lata rígida y sellada aumenta su presión al calentarse porque el volumen no puede crecer.

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Editorial Ejemplode 6 min Revisado editorialmente
Respuesta rápida

A volumen y cantidad constantes, la ley de Gay-Lussac establece P₁/T₁=P₂/T₂, con presión absoluta y temperatura en kelvin.

    Qué sucede en esta situación

    Primero identifica qué variable permanece constante y convierte las escalas absolutas. La fórmula relaciona estados de equilibrio; no describe por sí sola cada instante de la trayectoria.

    Dos estados de un gas para Ley de Gay-Lussac
    Compara los estados solo después de identificar la variable constante y convertir a escalas absolutas.

    Qué explica y qué no explica

    Idea física: La relación conecta presión y temperatura de dos estados bajo una restricción explícita.

    Condición: Volumen y cantidad de gas permanezcan constantes.

    Límite: El gas real puede desviarse a alta presión o cerca de condensación y la cantidad debe permanecer fija.

    Conexiones de la familia

    Para distinguir mecanismos y elegir el modelo adecuado, continúa con Gases ideales y reales y compáralo con Ley de Charles.

    Fórmula principal

    Ley de Gay-LussacP₁/T₁ = P₂/T₂

    Relación entre dos estados de una cantidad fija de gas ideal cuando volumen y cantidad de gas permanezcan constantes.

    Magnitudes, símbolos y unidades

    MagnitudSímboloUnidadSímbolo de unidadNota
    PresiónPpascalPaSiempre absoluta.
    VolumenVmetro cúbicom³Puede usarse otra unidad si es coherente en ambos estados.
    TemperaturaTkelvinKEscala absoluta.
    Cantidad de gasnmolmolDebe permanecer constante.

    Fórmulas derivadas

    Despeje de la incógnita

    Aísla la variable buscada

    Procedencia: Parte de P₁/T₁ = P₂/T₂ y conserva factores de ambos estados.

    Cuándo usarla: Después de convertir unidades.

    Caso del gas ideal

    pV=nRT

    Procedencia: La ley es un caso o una comparación de la ecuación de estado.

    Cuándo usarla: Gas suficientemente ideal.

    Cómo resolver problemas de ley de gay-lussac

    1. Representa la situación

      Distingue el sistema, el entorno, los estados inicial y final y la magnitud buscada.

    2. Comprueba las condiciones

      Verifica que volumen y cantidad de gas permanezcan constantes.

    3. Unifica unidades

      usar presión absoluta, temperatura en K y unidades coherentes entre estados.

    4. Sustituye con signos

      Usa la relación P₁/T₁ = P₂/T₂ y conserva la convención declarada.

    5. Interpreta el resultado

      Comprueba unidad, orden de magnitud, dirección y límite del modelo.

    10 ejemplos explicados de ley de gay-lussac

    Cada solución avanza de la situación concreta a la interpretación del resultado. Comprueba los datos, las unidades y el sentido de la conclusión antes de continuar.

    1

    Lata rígida

    P₂=110 kPa.

    Problema: Un gas está a 100 kPa y 300 K; se calienta a 330 K sin cambiar volumen.

    1. Datos: P₁=100 kPa; T₁=300 K; T₂=330 K.
    2. Principio: P₁/T₁=P₂/T₂.
    3. Sustitución: P₂=100×330/300.
    4. Cálculo o razonamiento: =110.
    5. Resultado: P₂=110 kPa.
    6. Interpretación: Un aumento de 10 % en T absoluta produce 10 % en presión ideal.
    2

    Enfriamiento

    P₂=150 kPa.

    Problema: 200 kPa a 400 K se enfrían a 300 K en recipiente rígido.

    1. Datos: P₁=200; T₁=400; T₂=300.
    2. Principio: P₂=P₁T₂/T₁.
    3. Sustitución: P₂=200×300/400.
    4. Cálculo o razonamiento: =150.
    5. Resultado: P₂=150 kPa.
    6. Interpretación: La masa y el volumen deben permanecer constantes.
    3

    Conversión correcta

    P₂≈132 kPa.

    Problema: Un gas a 20 °C y 120 kPa llega a 50 °C.

    1. Datos: T₁=293,15 K; T₂=323,15 K.
    2. Principio: P₂=P₁T₂/T₁.
    3. Sustitución: P₂=120×323,15/293,15.
    4. Cálculo o razonamiento: ≈132,3.
    5. Resultado: P₂≈132 kPa.
    6. Interpretación: El cálculo legado con 20 y 50 daría una presión absurda.
    4

    Temperatura final

    T₂=360 K.

    Problema: Una presión pasa de 90 a 120 kPa desde 270 K.

    1. Datos: P₁=90; P₂=120; T₁=270.
    2. Principio: T₂=T₁P₂/P₁.
    3. Sustitución: T₂=270×120/90.
    4. Cálculo o razonamiento: =360.
    5. Resultado: T₂=360 K.
    6. Interpretación: La presión absoluta y la temperatura absoluta varían proporcionalmente.
    5

    Presión inicial

    P₁=120 kPa.

    Problema: A 350 K la presión es 140 kPa; antes la temperatura era 300 K.

    1. Datos: P₂=140; T₂=350; T₁=300.
    2. Principio: P₁=P₂T₁/T₂.
    3. Sustitución: P₁=140×300/350.
    4. Cálculo o razonamiento: =120.
    5. Resultado: P₁=120 kPa.
    6. Interpretación: El cociente P/T queda en 0,40 kPa/K.
    6

    Aerosol al sol

    P aumenta.

    Problema: Una lata sellada y rígida se calienta. ¿Qué tendencia tiene P?

    1. Datos: n y V aproximadamente constantes.
    2. Principio: P∝T absoluta.
    3. Sustitución: T aumenta.
    4. Cálculo o razonamiento: Razonamiento cualitativo.
    5. Resultado: P aumenta.
    6. Interpretación: En la realidad también importan fase del contenido y límites mecánicos; no debe calentarse un aerosol.
    7

    Medir con manómetro

    No se usa Pman sin convertir.

    Problema: ¿Puede usarse directamente una presión manométrica en P/T?

    1. Datos: La ley requiere presión del gas respecto del vacío.
    2. Principio: Se debe usar presión absoluta.
    3. Sustitución: Pabs=Pman+Patm.
    4. Cálculo o razonamiento: Corrección de referencia.
    5. Resultado: No se usa Pman sin convertir.
    6. Interpretación: La razón con una presión relativa no conserva la proporcionalidad ideal.
    8

    Comprobar datos

    Datos compatibles.

    Problema: P cambia 150→180 kPa y T 250→300 K.

    1. Datos: 150/250=0,6; 180/300=0,6.
    2. Principio: P/T constante.
    3. Sustitución: Se comparan cocientes.
    4. Cálculo o razonamiento: Ambos valen 0,6.
    5. Resultado: Datos compatibles.
    6. Interpretación: La compatibilidad supone volumen y cantidad de gas constantes.
    9

    Pistón móvil

    No.

    Problema: Un gas se calienta bajo un pistón que se desplaza manteniendo presión. ¿Gay-Lussac?

    1. Datos: P constante; V cambia.
    2. Principio: Gay-Lussac exige V constante.
    3. Sustitución: La condición no se cumple.
    4. Cálculo o razonamiento: Debe usarse Charles.
    5. Resultado: No.
    6. Interpretación: Identificar el dispositivo evita escoger la fórmula por palabras aisladas.
    10

    Temperatura negativa en Celsius

    P baja cerca de 3,4 %, no 50 %.

    Problema: ¿Una baja de 20 °C a 10 °C reduce P a la mitad?

    1. Datos: 293,15 K→283,15 K.
    2. Principio: La proporción usa kelvin.
    3. Sustitución: P₂/P₁=283,15/293,15.
    4. Cálculo o razonamiento: ≈0,966.
    5. Resultado: P baja cerca de 3,4 %, no 50 %.
    6. Interpretación: Los valores Celsius no representan razones absolutas.

    Ahora te toca a ti

    Ejercicio 1

    100 kPa a 250 K se calientan a 300 K.

    Comprobar respuesta

    Respuesta: 120 kPa

    P₂=P₁T₂/T₁.

    Ejercicio 2

    180 kPa a 360 K se enfrían a 300 K.

    Comprobar respuesta

    Respuesta: 150 kPa

    V y n constantes.

    Ejercicio 3

    ¿Qué presión se usa?

    Comprobar respuesta

    Respuesta: Absoluta

    Convierte desde manométrica si hace falta.

    Ejercicio 4

    ¿Qué variable permanece fija?

    Comprobar respuesta

    Respuesta: Volumen

    También la cantidad de gas.

    Ejercicio 5

    ¿20 °C→40 °C duplica P?

    Comprobar respuesta

    Respuesta: No

    Las temperaturas son 293,15 y 313,15 K.

    Errores frecuentes

    Error: Aplicar la fórmula sin comprobar que volumen y cantidad de gas permanezcan constantes.

    Corrección: Declara primero las condiciones del proceso.

    Si cambia una variable que el modelo supone fija, la relación deja de describir el caso.

    Error: Usar °C en razones, presión manométrica o cambiar unidades entre estados.

    Corrección: usar presión absoluta, temperatura en K y unidades coherentes entre estados.

    Las unidades forman parte de la magnitud y permiten detectar sustituciones incoherentes.

    Error: Elegir la ley por el nombre del problema sin identificar la variable constante.

    Corrección: La relación conecta presión y temperatura de dos estados bajo una restricción explícita.

    La corrección conecta el cálculo con el fenómeno físico observable.

    Error: Ocultar o cambiar el signo del resultado.

    Corrección: Presiones, volúmenes y temperaturas absolutas son positivos; los cambios se interpretan comparando estados.

    Debe declararse una convención y conservarla durante todo el procedimiento.

    Error: Extender el modelo fuera de su intervalo útil.

    Corrección: Indica el límite: el gas real puede desviarse a alta presión o cerca de condensación y la cantidad debe permanecer fija.

    Una fórmula puede ser exacta dentro de un modelo y aun así requerir cautela en un sistema real.

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    Pregunta 1 de 10

    ¿Cuál es la relación principal de Ley de Gay-Lussac?

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    Fuentes y revisión editorial

    Cómo citar este artículo

    Editorial Ejemplode. (2026, 5 de agosto). Ley de Gay-Lussac: fórmula y ejemplos explicados. https://www.ejemplode.com/fisica/ley-de-gay-lussac/

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