Última actualización: 2026-07-01

Entender la ley de Charles

La ley de Charles describe cómo una cantidad fija de gas se expande al calentarse y se contrae al enfriarse, siempre que la presión permanezca constante. Es una de las leyes simples de los gases que, en conjunto, conducen a la ley de los gases ideales, y recoge un efecto familiar: el aire caliente ocupa más espacio que el mismo aire frío.

La fórmula de la ley de Charles

A presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta. Al despejar se puede hallar cualquiera de las cuatro magnitudes:

Usar siempre la temperatura absoluta

La ley es una proporción directa, por lo que solo es válida en una escala de temperatura que comienza en el cero verdadero. Las escalas Celsius y Fahrenheit sitúan su cero en puntos arbitrarios, de modo que sus razones carecen de sentido físico: calentar un gas de 10 °C a 20 °C no duplica su volumen, aunque el número en Celsius sí se duplique.

La escala Kelvin comienza en el cero absoluto (−273,15 °C), así que duplicar los kelvin corresponde a duplicar de verdad el volumen. Convierta cada temperatura a kelvin antes de aplicar la ley: $T(\text{K}) = T(^{\circ}\text{C}) + 273{,}15$. Esta calculadora admite grados Celsius o Fahrenheit y realiza la conversión a kelvin antes de tomar la razón.

Ejemplo resuelto

Un globo contiene 2,0 L de aire a 27 °C. Se lleva al exterior en un día frío y se enfría hasta −23 °C. ¿Cuál es su nuevo volumen a la misma presión?

Primero convertimos ambas temperaturas a kelvin: 27 °C = 300,15 K y −23 °C = 250,15 K. Luego aplicamos la ley:

El globo se reduce a unos 1,67 L. La razón 250,15/300,15 es aproximadamente 0,83, por lo que el volumen disminuye alrededor de un 17 %, la misma fracción que la caída de la temperatura absoluta.

Dónde aparece la ley de Charles

• Un globo dejado en un coche frío parece desinflado y vuelve a hincharse al calentarse en el interior.
• El pan y los pasteles suben en parte porque el gas atrapado se expande con el calor del horno.
• Un globo aerostático se eleva porque calentar el aire encerrado lo expande y reduce su densidad frente al aire circundante.

Todos ocurren a presión casi constante, y por eso la ley de Charles es la descripción adecuada.

La ley de Charles y las demás leyes de los gases

La ley de Charles es el caso particular a presión constante de la ley combinada de los gases, $P_1 V_1 / T_1 = P_2 V_2 / T_2$. Con $P_1 = P_2$ se cancelan los términos de presión y queda $V_1/T_1 = V_2/T_2$. La ley de Boyle es el caso de temperatura constante y la de Gay-Lussac, el de volumen constante. Para problemas en los que la presión también cambia, use la Calculadora de la ley combinada de los gases; para magnitudes absolutas como el número de moles, la Calculadora de la ley de los gases ideales.