Última actualización: 2026-07-01

Qué describe la ley de Boyle

La ley de Boyle recoge uno de los primeros descubrimientos cuantitativos sobre los gases: a temperatura fija, la presión de un gas atrapado aumenta cuando su volumen disminuye, y viceversa. Al comprimir una muestra en un espacio menor, las moléculas chocan con las paredes con más frecuencia y la presión sube. Si se deja expandir, la presión baja. Robert Boyle estableció esta relación inversa en 1662, y sigue siendo un pilar de la química y la física básicas.

La fórmula

Para una cantidad fija de gas a temperatura constante, el producto de la presión por el volumen se mantiene constante:

$$P_1 V_1 = P_2 V_2$$

Reordenando se despeja la magnitud desconocida:

$$P_2 = \frac{P_1 V_1}{V_2}, \qquad V_2 = \frac{P_1 V_1}{P_2}$$

Símbolo	Magnitud	Unidad
P₁	Presión inicial	kPa (o atm, bar, mmHg)
V₁	Volumen inicial	L (o mL)
P₂	Presión final	kPa (o atm, bar, mmHg)
V₂	Volumen final	L (o mL)

Como la ley es un cociente, las dos presiones solo necesitan compartir una unidad, y lo mismo los dos volúmenes. La temperatura y la cantidad de gas nunca aparecen: se mantienen constantes y se cancelan.

Ejemplo resuelto

Un gas ocupa 2,0 L a 101,325 kPa. Se comprime a temperatura constante hasta que su volumen es de 1,0 L. ¿Cuál es la nueva presión?

1. Identifica los datos: P₁ = 101,325 kPa, V₁ = 2,0 L, V₂ = 1,0 L.
2. Reordena para la incógnita: P₂ = P₁V₁ ÷ V₂.
3. Sustituye: P₂ = (101,325 × 2,0) ÷ 1,0 = 202,65 kPa.

Reducir el volumen a la mitad duplica la presión, tal como predice la relación inversa.

La relación inversa en la práctica

Como la presión y el volumen se multiplican para dar una constante, representar una frente a la otra traza una hipérbola: cuando el volumen tiende a cero la presión crece sin límite, y cuando el volumen es grande la presión tiende a cero. Esto explica observaciones cotidianas: una jeringa cuesta más de empujar a medida que avanza el émbolo, y una burbuja que asciende por el agua se hincha porque la presión del entorno disminuye.

Volumen (L)	Presión (kPa)	P × V (kPa·L)
2,0	101,325	202,65
1,0	202,65	202,65
0,5	405,30	202,65
4,0	50,66	202,65

La última columna se mantiene constante, que es la firma de la ley de Boyle.

Cuándo deja de valer la forma simple

La ley de Boyle supone comportamiento ideal y una temperatura estrictamente constante. Cerca del punto de condensación de un gas, o a presiones muy altas, las fuerzas intermoleculares y el tamaño finito de las moléculas provocan desviaciones medibles, y un modelo de gas real como la ecuación de van der Waals da una estimación más ajustada. Si además la temperatura cambia durante el proceso, el producto presión-volumen ya no se mantiene fijo, y la ley combinada de los gases es la herramienta adecuada.

Cálculos relacionados

La ley de Boyle es una rama de la ley combinada de los gases, junto con la ley de Charles (presión constante) y la ley de Gay-Lussac (volumen constante). Cuando se necesita una cantidad absoluta como el número de moles y no una comparación entre dos estados, la ley de los gases ideales PV = nRT es el punto de partida, y el volumen molar de un gas enlaza un volumen medido con una cantidad en moles.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Qué es la ley de Boyle?

La ley de Boyle establece que, para una cantidad fija de gas a temperatura constante, la presión y el volumen son inversamente proporcionales: P₁V₁ = P₂V₂. Comprimir un gas a la mitad de su volumen duplica su presión, y dejar que se expanda al doble de volumen la reduce a la mitad. Conocidos tres de los cuatro valores, el cuarto se obtiene directamente de la ecuación.

¿Qué unidades puedo usar en la ley de Boyle?

Como la ley es un cociente, las dos presiones solo necesitan compartir la misma unidad, y los dos volúmenes lo mismo: se cancelan. Esta calculadora admite presión en kilopascales, atmósferas, bar o milímetros de mercurio, y volumen en litros o mililitros, convirtiendo internamente para que el resultado sea coherente.

¿Cómo se relaciona la ley de Boyle con la ley combinada de los gases?

La ley de Boyle es el caso particular de la ley combinada de los gases (P₁V₁ ÷ T₁ = P₂V₂ ÷ T₂) en el que la temperatura no cambia. Cuando T₁ = T₂ los términos de temperatura se cancelan y la expresión se reduce a P₁V₁ = P₂V₂. Si la temperatura también cambia durante el proceso, usa la ley combinada de los gases.

¿Por qué la temperatura debe mantenerse constante en la ley de Boyle?

La relación inversa sencilla solo se cumple cuando la temperatura (y la cantidad de gas) es fija. Calentar un gas aporta energía que modifica la presión y el volumen al margen de la relación de Boyle, de modo que P₁V₁ = P₂V₂ ya no se equilibraría. Un proceso a temperatura constante se llama isotérmico, y la ley de Boyle describe exactamente ese caso.