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Ley de los gases ideales: PV = nRT para presión, volumen, moles o temperatura

Resuelve PV = nRT para la presión, el volumen, la cantidad de sustancia o la temperatura, en tus unidades, con la masa y la densidad del gas.

Actualizado el
Tus datos

Valor fuera de rango

Valor fuera de rango

mol

Valor fuera de rango

Unidad de temperatura

Valor fuera de rango

Resultados

Volumen

24,061

Presión

101,3000

La ley de los gases ideales se aplica bien

Cantidad de gas

1,0000 mol

Temperatura (kelvin)
293,15 K
Temperatura (°C)
20,00 °C
Masa de gas
28,970
Densidad del gas
1,204

Resultados a otras temperaturas

VolumenDensidad del gas
-20 actual20,7781,394
0 actual22,4201,292
20 actual24,0611,204
25 actual24,4711,184
37 actual25,4561,138
100 actual30,6270,946

Una ecuación para casi todos los gases

La ley de los gases ideales reúne en una sola ecuación las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac y la hipótesis de Avogadro. Describe muy bien el comportamiento del aire, el oxígeno, el nitrógeno o el helio en las condiciones de la vida diaria, y es la base de los cálculos de gases en física y química.

La fórmula

PV = nRT

  • P: presión en pascales.
  • V: volumen en metros cúbicos.
  • n: cantidad de sustancia en moles.
  • R = 8,314462618 J/(mol·K), la constante de los gases.
  • T: temperatura absoluta en kelvin, T = °C + 273,15.

Despejando se obtiene cualquier magnitud: V = nRT/P, P = nRT/V, n = PV/RT y T = PV/nR. La calculadora convierte las unidades por ti: kPa, bar, atm, psi o mmHg; litros, mililitros o metros cúbicos; °C, °F o K.

Masa de gas = n × masa molar y densidad = P × M ÷ (R × T).

Ejemplo resuelto

Un mol de aire a 20 °C y a la presión atmosférica normal, 101,3 kPa, ocupa 1 × 8,314 × 293,15 ÷ 101.300 = 0,0241 m³, es decir, 24,1 litros. Pesa 28,97 g y su densidad es de 1,20 kg/m³. Si encierras ese mismo mol en un recipiente rígido de 10 litros a 25 °C, la presión sube a unos 248 kPa, casi 2,5 atmósferas.

Valores de referencia útiles

  • Volumen molar a 0 °C y 1 atm: 22,41 L/mol.
  • Volumen molar a 25 °C y 1 bar: 24,79 L/mol.
  • Densidad del aire seco a 20 °C a nivel del mar: unos 1,2 kg/m³.
  • El helio, con 4 g/mol, es siete veces menos denso que el aire: por eso flotan los globos.

Cuándo falla el modelo

Un gas ideal supone que las moléculas no ocupan volumen y no se atraen entre sí. Esto deja de ser cierto:

  • a presiones altas, por encima de unos 10 bar, como en botellas de buceo o de gas comprimido;
  • a temperaturas bajas, cerca del punto de condensación del gas;
  • con gases muy polares o fácilmente licuables, como el amoniaco o el vapor de agua cerca de la saturación.

En esos casos se usan ecuaciones de gases reales, como la de Van der Waals, o tablas de propiedades.

Errores frecuentes

El fallo más habitual es usar grados Celsius en lugar de kelvin: a 0 °C la ecuación daría un volumen nulo. También es frecuente mezclar litros con pascales sin pasar a metros cúbicos. Elegir las unidades en los desplegables evita ambos problemas.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la ecuación de los gases ideales?

PV = nRT: la presión por el volumen es igual a los moles por la constante R = 8,314 J/(mol·K) por la temperatura absoluta en kelvin.

¿Cuánto ocupa un mol de gas?

22,41 litros a 0 °C y 1 atm, y unos 24,1 litros a 20 °C. Es el volumen molar, igual para todos los gases ideales.

¿Por qué hay que usar kelvin?

Porque la ley relaciona magnitudes proporcionales a partir del cero absoluto. La calculadora convierte por ti: T (K) = T (°C) + 273,15.

¿Cuándo deja de valer la ley de los gases ideales?

A presiones altas, por encima de unos 10 bar, y cerca del punto de ebullición del gas. Ahí conviene usar ecuaciones de gases reales como la de Van der Waals.

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Resultados orientativos con fines informativos. No sustituyen el consejo de un profesional.