LA LEY DE DILATACION DE LOS GASES
Joseph Louis
Gay-Lussac (1778 -1850)
Químico y físico francés. Estudió la
dilatación de los gases, sobre los que descubrió la ley que lleva su nombre. Con
Thenard efectuó importantes trabajos sobre el sodio, el potasio y sobre el
cloro; ambos descubrieron posteriormente el boro. Descubrió también el cianógeno
(1815)
Seis experimentos realizados con el aire atmosférico
en los que dejé de lado todo aquello que podría resultar inseguro, me dieron los
siguientes resultados: el aire atmosférico, que a temperatura de la nieve en fusión
tenía un volumen de 100 partes, elevado hasta la temperatura del agua en ebullición,
se había dilatado hasta un volumen de
137,4 –137,6 –137,54 –137,55 –137,48 –137,57
de aquellas partes, que por término medio dan una
dilatación hasta 137,5, partes
Si se divide toda esta dilatación en partes iguales
para cada uno de los grados que han producido, es decir 80, se encontrará, si se
tomó como unidad el volumen a la temperatura de 0°, que el aumento de volumen es
1/213,33 para cada grado o 1/266,66 para cada centígrado.
Los experimentos descritos aquí, realizados todos con
el mayor cuidado, establecen sin ningún lugar a dudas que el aire atmosférico, el
oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, gas de salitre, amoníaco, ácido clorhídrico,
anhídrido sulfuroso, anhídrido carbónico, se dilatan todos casi de la misma manera
por iguales grados de calor y que, en consecuencia, la diferencia de densidad de estas
clases de gases a cualquier presión y temperatura, la diversidad de su solubilidad en
el agua y en general su naturaleza específica no influyen para nada en su
dilatabilidad por el calor.
De esto saco la conclusión de que los gases se dilatan
casi exactamente de la misma manera por iguales grados de calor y en igualdad de todas
las otras condiciones.
Esta investigación sobre la dilatación de los gases
me llevó naturalmente a experiencias sobre la dilatación de los vapores por la
acción del calor, donde ya parecía probable que sólo se trataba de investigar una
sola clase de vapor. Elegí para ello el vapor del éter preparado por medio de ácido
sulfúrico, porque es el más fácil de manipular.
Para determinar, pues, la dilatación del vapor del
éter utilicé el ya mencionado aparato de 2 tubos. Después que hube mantenido este
último aparato durante largo tiempo en el baño de aire con una temperatura de unos
60° R, hice entrar en uno de los tubos algo de vapor de éter y en el otro la misma
cantidad de aire atmosférico, de modo que los dos llegaban a la misma marca, elevando
luego la temperatura del baño de aire de 60° hasta 100°. Tuve la alegría de
comprobar que tanto en la dilatación como en la contracción, al enfriarse, el vapor
de éter mantenía el mismo ritmo que el aire atmosférico, y que con éste llegaba
siempre al mismo tiempo a cualquier división de la escala. Esta experiencia, con la
que estaba ocupado actualmente Berthollet, ha sido repetida más de una vez, y nunca
pude comprobar la más mínima diferencia en la dilatación del vapor y del aire
atmosférico, solamente que el vapor de éter, cuando su temperatura ha descendido
hasta pocos grados por encima del punto de ebullición del éter, se condensa un poco
más rápido que el aire atmosférico. Esto está en relación con un fenómeno que
hemos visto en muchos cuerpos líquidos cuando pasan al estado sólido y que no sigue
teniendo influencia cuando la temperatura sobrepasa pocos grados a aquella en que se
produce dicho pasaje.
Como esta experiencia muestra que tanto el vapor de
éter como los gases se dilatan exactamente de la misma manera por el calor, nos sirve
al mismo tiempo como prueba de que esta dilatabilidad no depende de la naturaleza
especial de los gases y vapores, sino que se debe simplemente a que se encuentran en
el estado de fluido elástico. Por ello podemos sacar la conclusión de que todas las
especias de gases y vapores se dilatan casi exactamente de la misma manera por iguales
grados de calor.
Como todos los gases son igualmente dilatables por el
calor y son también igualmente compresibles, y como ambas propiedades (como lo
demostraré en otra parte) están en relación necesaria la una con la otra, debemos
concluir que los vapores que tienen la misma capacidad de dilatación que los gases
deben ser igualmente compresibles. Sin embargo, esta conclusión sólo vale en tanto
que los vapores comprimidos se mantienen completamente en forma de fluido elástico, y
que para ello es necesario que su temperatura sea lo suficientemente elevada como para
darles una resistencia adecuada a la presión, que trata de llevarlos al estado de
fluido líquido.
Ya he dicho antes que según Saussure (y mis
experiencias lo ratifican completamente) tanto el aire muy seco como el aire que
contiene mayor o menor cantidad de agua disuelta, son dilatables igualmente. Por eso
estamos autorizados a sacar de todo lo antedicho las conclusiones siguientes:
1ª. Todos los gases permanentes, cualquiera que sea su
densidad y cualquiera que sea la cantidad de humedad que contienen disuelta, lo mismo
que todos los vapores, se dilatan en la misma cantidad por iguales grados de calor.
2ª. Los gases permanentes, cuando son calentados desde
el punto de congelación hasta el punto de ebullición, aumentan su volumen en
1/213,33 de su volumen inicial para el termómetro de 80 divisiones o en 1/266,66 para
el termómetro de 100 grados.
Fragmento de Recherches sur la dilatation des gaz
et vapeurs (1802)
Trad. de D. Papp (Buenos Aires, 1945)
Datos biográficos por M. en C. Arturo Noyola Isgleas
Del libro Panorama histórico de la ciencia
moderna de P. Lain Entralgo y José Ma. López Piñero.