Calculadora de la ecuación de estado del gas ideal (PV=nRT)

Con la ecuación de estado del gas ideal PV=nRT, introduce 3 de los valores de presión, volumen, cantidad de sustancia (moles) y temperatura para calcular el que falta.

Consejos de uso

  • Introduce siempre la temperatura en temperatura absoluta (Kelvin, K). Si introduces directamente valores en Celsius, el resultado será incorrecto.
  • La constante de los gases utilizada aquí es R=0.082057 L·atm/(mol·K). La presión se unifica en atm y el volumen en L.
  • Esta ecuación es una aproximación que asume un "gas ideal". A alta presión y baja temperatura, el comportamiento de los gases reales puede desviarse de ella.
  • Al cambiar el "valor a calcular", ese campo se oculta y se calcula automáticamente a partir de los otros tres valores introducidos.

Preguntas frecuentes

La ecuación de estado PV=nRT asume la relación física según la cual la presión y el volumen se aproximan a cero cuando la temperatura se aproxima a 0 (el cero absoluto, donde el movimiento molecular se detiene teóricamente). Esta relación no se cumple en escalas de temperatura relativas como Celsius o Fahrenheit, por lo que debe usarse la temperatura absoluta (K).

Un gas ideal es un modelo teórico que asume que el volumen molecular es insignificante y que no actúan fuerzas intermoleculares. Los gases reales muestran efectos cada vez más significativos de las fuerzas intermoleculares y del volumen molecular a alta presión y baja temperatura, lo que provoca mayores desviaciones respecto a la ecuación del gas ideal.

El valor de la constante de los gases R depende del sistema de unidades utilizado. Esta herramienta unifica la presión en atm, el volumen en L y la temperatura en K, por lo que usa R=0.082057 L·atm/(mol·K), correspondiente a estas unidades. Al calcular en unidades del SI (Pa·m³), se usa R=8.314 J/(mol·K).

La cantidad de sustancia representa el número de átomos o moléculas, medida en mol. Un mol se refiere a una colección de partículas igual al número de Avogadro (aproximadamente 6.02×10²³). Si conoces la masa de un gas y su masa molar (peso molecular), puedes hallar el número de moles dividiendo la masa entre la masa molar.
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A propósito — Cómo se unificaron las leyes de los gases

La ecuación de estado del gas ideal PV=nRT en realidad combina en una sola varias leyes descubiertas por separado entre los siglos XVII y XIX. La ley de Boyle (P×V constante a temperatura constante), la ley de Charles (V/T constante a presión constante) y la ley de Avogadro (volúmenes iguales de gas a la misma temperatura y presión contienen el mismo número de moléculas, sin importar el tipo de gas) fueron reglas empíricas descubiertas de forma independiente que se unificaron en una sola ecuación a mediados del siglo XIX.

Se atribuye esta unificación al ingeniero francés Émile Clapeyron. En 1834 combinó la ley de Boyle y la ley de Charles para publicar una ecuación de la forma PV=RT (por mol), que más tarde se perfeccionó incorporando la ley de Avogadro hasta llegar a la forma actual PV=nRT.

La suposición del "gas ideal" no es más que una aproximación que ignora las interacciones entre las moléculas del gas y el tamaño de las propias moléculas, pero en condiciones cercanas a la temperatura y presión estándar reproduce sorprendentemente bien el comportamiento de los gases reales. Esta combinación de sencillez y utilidad práctica es la razón por la que, casi 200 años después, sigue siendo de lo primero que se enseña en la educación de química y física.

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