Calculadora de ley de los gases ideales — presión, PV = nRT

Cómo funciona

La ley de los gases ideales relaciona las cuatro propiedades de una muestra de gas (OpenStax University Physics):

P × V = n × R × T

donde P es la presión, V es el volumen, n es la cantidad de gas en moles, T es la temperatura absoluta en kelvin y R es la constante universal de los gases. En unidades litro-atmósfera, R = 0,082057 L·atm/(mol·K) (la misma constante vale 8,314 J/(mol·K) en el SI). Esta calculadora despeja la presión:

P = n × R × T ÷ V

Ingresa la cantidad en moles, la temperatura en kelvin (no en °C) y el volumen en litros, y la presión sale en atmósferas. La relación contiene las leyes de los gases más conocidas como casos particulares: a temperatura y cantidad fijas, la presión y el volumen son inversamente proporcionales (ley de Boyle); a volumen fijo, la presión aumenta en proporción a la temperatura absoluta (ley de Gay-Lussac). Los gases reales la siguen de cerca a temperaturas ordinarias y presiones de bajas a moderadas, y se desvían cuando se comprimen mucho o están cerca de la condensación.

Ejemplo resuelto

Un mol de gas en condiciones de temperatura y presión estándar —273,15 K en 22,4 L—:

P = 1 × 0,082057 × 273,15 ÷ 22,4 ≈ 1,00 atm

Por eso 22,4 L es precisamente el volumen molar de un gas ideal en condiciones TPE. Comprime ese mismo mol en 5 L y caliéntalo a 300 K y la presión salta a cerca de 4,9 atm.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la ley de los gases ideales?

Es la ecuación PV = nRT, que relaciona la presión, el volumen, la cantidad y la temperatura absoluta de un gas a través de la constante de los gases R. Modela cómo responde un gas ideal cuando cambia cualquiera de esas magnitudes.

¿Qué valor de R debo usar?

Depende de las unidades. Con el volumen en litros y la presión en atmósferas, R = 0,082057 L·atm/(mol·K). En unidades del SI (pascales y metros cúbicos), R = 8,314 J/(mol·K). Esta calculadora usa el valor litro-atmósfera.

¿Por qué la temperatura debe estar en kelvin?

La ley usa la temperatura absoluta, que empieza en el cero absoluto. Los valores en Celsius o Fahrenheit pueden ser cero o negativos y darían resultados erróneos o imposibles, así que convierte siempre a kelvin (K = °C + 273,15) primero.

¿Cómo despejo el volumen o la temperatura en su lugar?

Reordena la misma ecuación: V = nRT ÷ P, T = PV ÷ (nR) o n = PV ÷ (RT). Esta herramienta calcula la presión; las demás se obtienen por álgebra a partir de las mismas tres cantidades conocidas.

¿Qué son las condiciones TPE y el volumen molar?

La temperatura y presión estándar (TPE) son 273,15 K y 1 atm. En esas condiciones, un mol de gas ideal ocupa cerca de 22,4 litros —su volumen molar—, y por eso esa combinación da aquí una presión de esencialmente 1 atm.

¿Cuándo deja un gas real de comportarse de forma ideal?

La ley de los gases ideales supone que las moléculas no tienen volumen ni atracción entre sí. Eso se cumple bien a baja presión y alta temperatura. A alta presión o cerca del punto donde un gas se condensa en líquido, esos supuestos dejan de valer y los gases reales se desvían notablemente de PV = nRT.