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Ley de Boyle-Mariotte

La ley de Boyle-Mariotte, o también llamada ley de Boyle, son postulados que fueron llevados a cabo de una manera independiente por los físicos Robert Boyle en 1662 y Edme Mariotte en 1676. Esta ley pertenece a las llamadas: leyes de los gases, la cual asocia el volumen y la presión de una cantidad específica de gas contenida a una temperatura continua, es decir, indica que la presión que presenta un gas en un recipiente totalmente cerrado es inversamente proporcional al volumen total de dicho recipiente, siempre y cuando la temperatura sea constante.

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Ley de Boyle-Mariotte

Qué es la ley de Boyle-Mariotte

Esta ley establece que la presión que presenta un determinado gas en un recipiente sellado, siempre será inversamente proporcional al volumen del recipiente cuando se encuentra a una temperatura constante, por lo tanto, mientras aumenta la presión disminuye el volumen y viceversa.

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P1 x V1 = P2 x V2

Donde P1 representa la presión inicial, P2 la presión final, mientras que V1 y V2 representan el volumen inicial y final respectivamente.

Desde el punto de vista etimológico, el nombre proviene de sus dos creadores, ambos la descubrieron y publicaron de manera independiente luego de realizar los experimentos de la ley de Boyle-Mariotte, primero en 1662 por el químico y físico Robert Boyle y en 1676 por el botánico Edme Mariotte.

A pesar de que ambos científicos trabajaban en la misma teoría, no lo hicieron en conjunto, en el caso de Boyle fue el primero en publicar los resultados de sus experimentos y fue la primera ley presentada en forma de ecuación con las variables de presión y volumen, mientras que el francés Mariotte, a pesar de haber evidenciado las mismas características que Boyle, tuvo la capacidad de observa que el volumen podía variar en relación a la temperatura, debido a esto el nombre de ley de gases de Boyle- Mariotte.

Robert Boyle y Edme Mariotte

Algunos datos relevantes en relación a la vida persona y carrera de estos dos científicos son:

Robert Boyle

Es un reconocido químico, físico y filósofo inglés, principalmente por la creación de la ley de los gases, sin embargo, debido a sus contribuciones es considerado como uno de los fundadores de la química moderna. Nació en Irlanda en 1627 y falleció en Londres en el año 1691.
Algunas de sus contribuciones más importantes en el campo de las ciencias fueron:

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Ley de Boyle-Mariotte 4
  1. Experimentos en relación a la elasticidad del aire y sus efectos en 1660.
  2. Experimentos y observaciones del fenómeno del frío en 1665.
  3. Memorias para la historia natural de la sangre humana y la historia natural de las aguas minerales, en 1884 y 1685 respectivamente.
  4. Investigaciones sobre la medicina hidrostática en 1691.

Edme Mariotte

Ley de Boyle-Mariotte - Material deformable elástico

Físico y químico de origen francés, nacido en Dijon en el año 1620 y fallecido en París en 1684. Es conocido como uno de los pioneros de la física experimental y profesor de física entre los años 1654 y 1658.

Algunas de sus contribuciones a la ciencia fueron:

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Enunciado de la Ley de Boyle Mariotte

La ley de Boyle-Mariotte en resumen, indica que la presión que realiza una fuerza química, resulta inversamente proporcional a la masa de gas, siempre y cuando, su temperatura se conserve permanente. Lo que quiere decir que si el volumen llegase a subir, la presión bajará y si la presión sube, el volumen baja.

En cuanto a los experimentos de la ley de Boyle-Mariotte que fueron realizados para demostrar su veracidad se encuentran:

El experimento de Boyle que demostró esta teoría consistió en utilizar un tubo de vidrio en forma de J, con el extremo corto sellado y el extremo largo abierto, a través del cual introdujo mercurio. Con este arreglo pudo observar que a medida que el mercurio entraba el aire que se encontraba en el interior del extremo corto se contraía. Mientras mayor era la cantidad de mercurio, mayor era la presión sobre el aire y en consecuencia disminuía su volumen.

Por otra parte, el experimento de Mariotte consistió en introducir un gas en un recipiente sellado con un émbolo, evidenciando las alteraciones en la presión y volumen del gas a medida que bajaba el émbolo.

Aplicaciones de la ley de Boyle-Mariotte

Ley de Boyle-Mariotte - Aplicaciones de la ley en el buceo

En cuanto a su campo de aplicación, su uso más frecuente es en el área del buceo, en donde a través de la aplicación de los ejercicios de la ley de Boyle Mariotte, es posible precisar el tiempo de duración de un envase lleno de aire comprimido y su productividad a cierta profundidad.

Cabe agregar que esta ley, junto con la ley de Graham y la ley de Charles y Gay Lussac integran las leyes de los gases y las cuales explican el comportamiento de un gas ideal. Estas tres leyes pueden generalizarse dentro de la ecuación general de los gases.

Ejercicios de la ley de Boyle-Mariotte

A continuación, se presentan algunos ejercicios resueltos de la ley de Boyle-Mariotte:

  1. Un recipiente a presión de 4 atmósferas contiene 90m3 de un gas, determinar qué volumen ocuparía en un recipiente a una presión de 2 atmósferas, si la temperatura se mantiene constante.

    Fórmula de Boyle: P1 x V1 = P2 x V2

    Despeje de la fórmula: V2 = (P1/P2) x V1

    V2 = (4 atm. / 2 atm.) x 90m3

    V2 = 180 m3
  2. Un globo de helio ocupa 200 litros a nivel del mar a 2 atmósferas, calcular su volumen a 30 kilómetros de altura, con un descenso a 1,25 atmósferas de presión, con temperatura constante.

    Fórmula de Boyle: P1 x V1 = P2 x V2

    Despeje de la fórmula: V2 = (P1/P2) x V1


    V2 = (2 atm. / 1,25 atm.) x 200 litros

    V2 = 320 litros

Preguntas Frecuentes sobre Ley de Boyle-Mariotte

¿Qué es la ley de Boyle-Mariotte?

También denominada ley de los gases, indica el comportamiento normal de los gases en relación a dos variables que son presión y volumen bajo ciertas condiciones externas como la temperatura. Leer más

¿Qué nos dice la ley de Boyle-Mariotte?

Establece que la presión y volumen de un gas en el interior de un recipiente cerrado son inversamente proporcionales, siempre y cuando la temperatura se mantenga constante. Leer más

¿Cómo comprobar la ley de Boyle-Mariotte?

Una forma de comprobar la ley de manera experimental es utilizando una botella de plástico y un globo, se corta la parte inferior de la botella a la mitad y en la parte superior se coloca un globo, posteriormente se introduce la parte recortada de la botella en un recipiente con agua, a medida que el agua ocupa la botella se podrá observar que el globo se llena de aire, similar a lo ocurrido en los experimentos de Mariotte y Boyle. Leer más

¿Cómo despejar la ley de Boyle-Mariotte en álgebra?

El procedimiento es el siguiente:

  1. P1 x V1 = P2 x V2
  2. V2 = (P1/P2) x V1

Leer más

¿Cómo se expresa la ley de Boyle-Mariotte matemáticamente?

Matemáticamente se expresa como PV=K, donde “P” representa la presión, “V” el volumen y la “K” es constante siempre y cuando se cumple que la temperatura sea constante. Leer más

Bibliografía

Rodríguez, Dangeolo. ( Última edición:6 de septiembre del 2021). Definición de Ley de Boyle-Mariotte. Recuperado de: https://conceptodefinicion.de/ley-de-boyle-mariotte/. Consultado el 3 de diciembre del 2021

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