La ley de Boyle en el buceo, es una de las leyes de gas que establece que, la presión ejercida por una fuerza física es inversamente proporcional al volumen de una masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.
Para explicártelo de forma más simple; A temperatura constante, el volumen de una determinada masa de gas es inversamente proporcional a la presión que este ejerce.
¿Cuándo nace esta ley?
La ley de Boyle-Mariotte, más conocida como “ley de Boyles y ley de los gases de boyle”, es una formula descubierta por el físico y químico Británico Robert Boyle en el año 1662 y la otra mente brillante de la física y la química quién llega a la misma conclusión, el señor Edme Mariotte en 1676.
Esta es una de las leyes de los gases que relaciona el volumen con la presión de una cantidad de gas que se mantiene a una temperatura constante. Algo que a esta fecha lo vemos tan simple, pero con una total importancia a la hora de bucear.
¿Qué importancia tiene la Ley de Boyle en el Buceo? 
Son efectos de esta ley de los gases ideales que se manifiestan sobre el aire que se encuentra en el interior de nuestro organismo, de forma que al aumentar la presión exterior se comprimirán todas las partes de nuestro organismo tanto como esto sea posible.
Nuestro organismo interno cuenta con cavidades que contienen aire por lo tanto se comprimen al sumergirnos. Si de alguna manera conseguimos igualar la presión interior con la exterior, habremos compensado y no notaremos molestia alguna. De no ser así puede provocar problemas de importancia.
La Ley de Boyle-Mariotte también influye directamente en el comportamiento del chaleco o Jacket también conocido como (BCD), el aire que éste contiene modifica su volumen en relación de la presión, es decir de la profundidad, esta modificación de volumen reacciona de forma directa sobre la flotabilidad del buceador.
¿Dónde se aplica la ley de Boyle?
La ley de gases Boyle es aplicada en muchos trabajos y elementos de la vida diaria del ser humano, inclusive en el cuerpo.
a) Mediante los pulmones, ya que ellos trabajan con un volumen de aire y a una presión determinada los cuales pueden variar por la altitud donde nos encontremos.
b) Se aplica en las fábricas las que se encargan de medir los contaminantes del aire, así como las fábricas que los emiten en el aire, ya que mediante la fórmula de la Ley de Boyle se calculan las presiones.
c) Los refrigeradores lo cuales aplicada al momento de descomprimir y expandirse lo cual es el principio de Boyle.
d) En el airbag del carro, se aplica la ley de Boyle, cuando se le aumenta el volumen se aumenta la presión.
e) En los pistones de un motor en el automóvil, existe un cambio de volumen en el pistón que genera cambios de presiones, los cuales dan el movimiento al motor.
¿Cómo se aplica la ley de Boyle en el buceo?
Ley de Boyle mariotte formula:
La expresión matemática de la ley es: PV = k, donde k es constante si la temperatura y la masa es constante.
- P · V = k. P es presión. V es Volumen. (k es una constante la Temperatura y Masa son constantes).
- P1 · V1 = P2 · V2.
- (P1 · V1) / P2 = V2.
- (P1 · V1) / P2 = V2.
- (1,8atm · 0,9L) / 4,1atm = V2 = 0,395L.
- P1 · V1 = P2 · V2.
- P1 = (P2 · V2) / V1.
- P1 = (800 mmHg · 3L) / 4L.
¿Cuáles son las 7 leyes de los gases?
Antes que nada, te daremos una demostración básica de las leyes de gas en una educativa tabla comparativa.
| Ley | Variables | Relación | Constantes | Ecuación |
|---|---|---|---|---|
| Boyle | Presión Volumen | Inversa | Moles Temperatura |  |
| Charles | Volumen Temperatura | Directa | Presión Moles |  |
| Gay-Lussac | Temperatura Presión | Directa | Moles Volumen | |
| Avogadro | Volumen Moles | Directa | Presión Temperatura | |
Condición estándar
Con condición estándar queremos decir, cuando una sustancia se encuentra a 1 atm de presión y 273 K de temperatura (quiere decir, 0ºC) y tiene un volumen de 22,4 L por molécula de sustancia. habiendo dicho esto continuemos viendo los tipos de leyes.
Ley de Boyle:
Para esta ley únicamente existen dos variables: presión y volumen. Se presume que la temperatura del gas y el número de moléculas del gas en el depósito no cambia.
Presión x Volumen = Constante (P x V = k).
Un ejemplo:
En un pistón de aire a temperatura constante. Empezamos con un volumen de 100 ml a 0,4 atmósferas, al disminuir el volumen progresivamente. Los valores de presión obtenidos serán:
Estado 1: 100 ml y 0,4 atm → P·T = 40 = k
Estado 2: 80 ml y 0,50 atm → P·T = 40 = k
Estado 3: 60 ml y 0,67 atm → P·T = 40 = k
Estado 4: 40 ml y 1,00 atm → P·T = 40 = k
Estado 5: 30 ml y 1,33 atm → P·T = 40 = k
Estado 6: 20 ml y 2,00 atm → P·T = 40 = k
Ley de Charles:
A presión constante, el volumen en una cierta cantidad de gas ideal aumenta al incrementar la temperatura.
Jacques Alexandre Charles hizo el primer vuelo en globo inflado con hidrógeno en 1783 y formuló la ley que lleva su nombre en 1787.
Para convertir la temperatura ºC a kelvin (K) se suma 273.
La expresión matemática es:
Volumen / Temperatura = Constante (V/T = k)
Un ejemplo:
Estado 1: 100 K y 75 ml → V/T = 0,75 = k.
Estado 2: 200 K y 150 ml → V/T = 0,75 = k.
Estado 3: 300 K y 225 ml → V/T = 0,75 = k.
Estado 4: 400 K y 300 ml → V/T = 0,75 = k.
Estado 5: 500 K y 375 ml → V/T = 0,75 = k.
Ley de Gay-Lussac
La presión es directamente proporcional a la temperatura. Joseph Louis Gay-Lussac.
Cuando la temperatura de un gas confinado de un recipiente aumenta, entonces aumenta la energía cinética de las moléculas del gas, como resultado las colisiones con las paredes del contenedor. El aumento de la frecuencia de colisiones resulta en el aumento de la presión.
Expresión matemática:
Presión / Temperatura = Constante (P / T = k)
Un ejemplo:
P1 = 25 g/cm2
T1 = 24°C
P2 =?
T2 = (24-18) = 6°C
Ley de Avogadro
El gas se mide en moles (símbolo estándar n). El volumen de moles es directamente proporcional al número de moléculas presente, es decir, el número de moles de gas.
El volumen es directamente proporcional de los moles de gas.
La expresión matemática es:
Volumen / Moles = Constante (V / N) = k
Un ejemplo:
V1 / n1 = V2 / n2
V1 = 2 litros
n1 = 0,5 moles
n2 = 0,5 + 1 = 1,5 moles
V2= V1 · n2 / n1 = 2 · 1,5 / 0,5 = 6 litros
Ley de Graham
Esta ley habla del químico escocés Thomas Graham y dice que la difusión es el proceso por el cual una sustancia se distribuye uniforme en el espacio que la encierra. Por ejemplo: si se conectan dos tanques uno que contiene mayor presión que el otro, la presión se distribuirá rápidamente entre ambos.
Su expresión matemática es:
Un ejemplo:
