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.
Qué explica y qué no explica
Idea física: La relación conecta presión, volumen y temperatura de dos estados bajo una restricción explícita.
Condición: La cantidad de gas permanezca constante entre dos estados de equilibrio.
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 Ley de Boyle y compáralo con Gases ideales y reales.
Fórmula principal
Relación entre dos estados de una cantidad fija de gas ideal cuando la cantidad de gas permanezca constante entre dos estados de equilibrio.
Magnitudes, símbolos y unidades
| Magnitud | Símbolo | Unidad | Símbolo de unidad | Nota |
|---|---|---|---|---|
| Presión | P | pascal | Pa | Siempre absoluta. |
| Volumen | V | metro cúbico | m³ | Puede usarse otra unidad si es coherente en ambos estados. |
| Temperatura | T | kelvin | K | Escala absoluta. |
| Cantidad de gas | n | mol | mol | Debe permanecer constante. |
Fórmulas derivadas
Despeje de la incógnita
Aísla la variable buscadaProcedencia: Parte de P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ y conserva factores de ambos estados.
Cuándo usarla: Después de convertir unidades.
Caso del gas ideal
pV=nRTProcedencia: La ley es un caso o una comparación de la ecuación de estado.
Cuándo usarla: Gas suficientemente ideal.
Cómo resolver problemas de ley general de los gases
Representa la situación
Distingue el sistema, el entorno, los estados inicial y final y la magnitud buscada.
Comprueba las condiciones
Verifica que la cantidad de gas permanezca constante entre dos estados de equilibrio.
Unifica unidades
usar presión absoluta, temperatura en K y unidades coherentes entre estados.
Sustituye con signos
Usa la relación P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ y conserva la convención declarada.
Interpreta el resultado
Comprueba unidad, orden de magnitud, dirección y límite del modelo.
10 ejemplos explicados de ley general de los gases
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.
Globo meteorológico
V₂=2,25 L.
Problema: 2 L a 100 kPa y 300 K pasan a 80 kPa y 270 K.
- Datos: P₁=100; V₁=2; T₁=300; P₂=80; T₂=270.
- Principio: P₁V₁/T₁=P₂V₂/T₂.
- Sustitución: V₂=P₁V₁T₂/(P₂T₁).
- Cálculo o razonamiento: 100×2×270/(80×300)=2,25.
- Resultado: V₂=2,25 L.
- Interpretación: La menor presión favorece expansión; el enfriamiento la limita.
Cilindro
P₂≈96,2 kPa.
Problema: 1,5 L a 120 kPa y 290 K llegan a 2,0 L y 310 K. Halla P₂.
- Datos: P₁=120; V₁=1,5; T₁=290; V₂=2; T₂=310.
- Principio: P₂=P₁V₁T₂/(T₁V₂).
- Sustitución: P₂=120×1,5×310/(290×2).
- Cálculo o razonamiento: 55800/580≈96,2.
- Resultado: P₂≈96,2 kPa.
- Interpretación: La expansión domina sobre el aumento térmico.
Temperatura final
T₂=300 K.
Problema: Un gas pasa de 1 L, 100 kPa, 250 K a 0,8 L y 150 kPa.
- Datos: P₁=100; V₁=1; T₁=250; P₂=150; V₂=0,8.
- Principio: T₂=P₂V₂T₁/(P₁V₁).
- Sustitución: T₂=150×0,8×250/(100×1).
- Cálculo o razonamiento: =300.
- Resultado: T₂=300 K.
- Interpretación: Compresión y presión mayor corresponden al estado más caliente.
Presión inicial
P₁=100 kPa.
Problema: V₁=3 L, T₁=300 K; estado final: 2 L, 360 K y 180 kPa.
- Datos: Datos de dos estados; n constante.
- Principio: P₁=P₂V₂T₁/(V₁T₂).
- Sustitución: P₁=180×2×300/(3×360).
- Cálculo o razonamiento: 108000/1080=100.
- Resultado: P₁=100 kPa.
- Interpretación: Las unidades de volumen se cancelan por usarse coherentemente.
Volumen inicial
V₁≈4,17 L.
Problema: Un gas termina en 5 L, 90 kPa y 270 K; empezó a 120 kPa y 300 K.
- Datos: P₁=120; T₁=300; P₂=90; V₂=5; T₂=270.
- Principio: V₁=P₂V₂T₁/(P₁T₂).
- Sustitución: V₁=90×5×300/(120×270).
- Cálculo o razonamiento: 135000/32400≈4,17.
- Resultado: V₁≈4,17 L.
- Interpretación: Se conserva la cantidad de gas; no se usa si hay fuga.
Conversión Celsius
Razón térmica≈1,333.
Problema: Estado 1 a 27 °C y estado 2 a 127 °C.
- Datos: T₁=300,15 K; T₂=400,15 K.
- Principio: La ley combinada usa kelvin.
- Sustitución: Se convierten antes de formar cocientes.
- Cálculo o razonamiento: No se divide 127/27.
- Resultado: Razón térmica≈1,333.
- Interpretación: El desplazamiento de 273,15 cambia por completo una razón.
Fuga
No directamente.
Problema: Durante el cambio escapa parte del gas. ¿Sirve la ley combinada entre los dos estados?
- Datos: n no es constante.
- Principio: La forma P₁V₁/T₁=P₂V₂/T₂ supone cantidad fija.
- Sustitución: La condición falla.
- Cálculo o razonamiento: Debe incluirse n mediante PV=nRT.
- Resultado: No directamente.
- Interpretación: Una fuga modifica la cantidad de materia y rompe la constante.
Estado compatible
Estados compatibles.
Problema: P,V,T cambian de 100,2,300 a 150,1,225 en unidades coherentes.
- Datos: P₁V₁/T₁=200/300; P₂V₂/T₂=150/225.
- Principio: Los cocientes deben coincidir.
- Sustitución: 0,6667 y 0,6667.
- Cálculo o razonamiento: Coinciden.
- Resultado: Estados compatibles.
- Interpretación: Esto no describe la trayectoria intermedia, solo relaciona estados de equilibrio.
Presiones absolutas
P=150 kPa absoluta.
Problema: Un manómetro indica 50 kPa y la atmósfera 100 kPa. ¿Qué P entra en la ley?
- Datos: Pman=50; Patm=100.
- Principio: Pabs=Pman+Patm.
- Sustitución: Pabs=50+100.
- Cálculo o razonamiento: =150.
- Resultado: P=150 kPa absoluta.
- Interpretación: Las leyes de gases no usan presión manométrica como si partiera de cero.
Elegir ley simple
Se obtiene Boyle.
Problema: Si T permanece constante, ¿qué forma resulta de la ley combinada?
- Datos: T₁=T₂.
- Principio: Se cancelan las temperaturas.
- Sustitución: P₁V₁=P₂V₂.
- Cálculo o razonamiento: Reducción algebraica.
- Resultado: Se obtiene Boyle.
- Interpretación: Las leyes simples son casos particulares de la relación general.
Ahora te toca a ti
Ejercicio 1
2 L, 100 kPa, 300 K pasan a 1 L y 300 K. Halla P₂.
Comprobar respuesta
Respuesta: 200 kPa
Se reduce a Boyle porque T es constante.
Ejercicio 2
1 L, 100 kPa, 250 K pasa a 2 L, 80 kPa. Halla T₂.
Comprobar respuesta
Respuesta: 400 K
T₂=P₂V₂T₁/(P₁V₁).
Ejercicio 3
¿Qué debe mantenerse constante?
Comprobar respuesta
Respuesta: Cantidad de gas
Si hay fuga, usa PV=nRT con n distinto.
Ejercicio 4
¿Se pueden mezclar atm y kPa?
Comprobar respuesta
Respuesta: No sin convertir
P₁ y P₂ deben usar unidades coherentes.
Ejercicio 5
¿La ecuación describe la trayectoria?
Comprobar respuesta
Respuesta: No
Relaciona estados de equilibrio.
Errores frecuentes
Error: Aplicar la fórmula sin comprobar que la cantidad de gas permanezca constante entre dos estados de equilibrio.
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, volumen 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.
Pon a prueba lo aprendido
Pregunta 1 de 10
¿Cuál es la relación principal de Ley general de los gases?
Pregunta 2 de 10
¿Qué condición debe comprobarse antes de aplicarla?
Pregunta 3 de 10
¿Qué unidad o referencia es esencial en este tema?
Pregunta 4 de 10
¿Cuál es la idea física correcta?
Pregunta 5 de 10
¿Qué error debe evitarse?
Pregunta 6 de 10
¿Cómo debe tratarse el signo?
Pregunta 7 de 10
¿Con qué tema conviene compararlo?
Pregunta 8 de 10
¿Qué limita el modelo?
Pregunta 9 de 10
¿Qué paso debe hacerse antes de sustituir números?
Pregunta 10 de 10
¿Cómo se cierra un resultado físico?
Resultado del test
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Preguntas frecuentes
La relación conecta presión, volumen y temperatura de dos estados bajo una restricción explícita.
Cuando la cantidad de gas permanezca constante entre dos estados de equilibrio.
usar presión absoluta, temperatura en K y unidades coherentes entre estados.
la ley combinada relaciona dos estados; PV=nRT también permite cambiar la cantidad de gas.
El gas real puede desviarse a alta presión o cerca de condensación y la cantidad debe permanecer fija.
Fuentes y revisión editorial
Cómo citar este artículo
Editorial Ejemplode. (2026, 5 de agosto). Ley general de los gases: fórmula y ejemplos explicados. https://www.ejemplode.com/fisica/ley-general-de-los-gases/
Fuentes consultadas
- OpenStax University Physics Volume 2, 2.1: Molecular Model of an Ideal GasModelo ideal, ecuación de estado y desviaciones reales.
- OpenStax University Physics Volume 2, 2.2: Pressure, Temperature, and RMS SpeedTeoría cinética, presión, temperatura y rapidez cuadrática media.
- OpenStax University Physics Volume 2, 1.1: Temperature and Thermal EquilibriumTemperatura, equilibrio térmico y ley cero.
- OpenStax University Physics Volume 2, 3.4: Thermodynamic ProcessesProcesos isobárico, isocórico, isotérmico y adiabático.
- DOE Fundamentals Handbook: Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid FlowReferencia oficial complementaria de termodinámica y transferencia de calor.
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Editorial Ejemplode
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