La ley de Charles es una ley de los gases que relaciona el volumen con la temperatura. La ley lleva el nombre de Jacques Charles, que fue un inventor y científico francés. Descubrió mediante su experimento que el volumen de un gas aumenta linealmente con el aumento de la temperatura. Aunque el descubrimiento de la ley se remonta a finales del siglo XVIII, podemos ver sus aplicaciones y ejemplos en nuestras actividades cotidianas. He aquí algunos ejemplos de la ley en la vida real.
Un globo de aire caliente
Un globo de aire es un ejemplo clásico de la ley de Charles. De hecho, el propio Charles era globero y fue uno de los pocos que voló el primer globo de hidrógeno en el Campo de Marte de París.
El principio de funcionamiento de un globo de aire es sencillo. Consiste en una bolsa o un sobre, una cesta para transportar a los pasajeros y una fuente de combustible como el propano. Al encender el combustible, el aire del interior de la envoltura se calienta. Este aire caliente se expande según la ley de Charles. A medida que la temperatura del aire aumenta, el volumen del aire también aumenta y, en consecuencia, la densidad disminuye. Esto hace que la envoltura sea más ligera que el aire atmosférico que la rodea. La fuerza de flotación empuja la envoltura más ligera hacia arriba en el aire, y vuela.
Pulmones humanos
Los pulmones humanos son órganos esponjosos llenos de aire que desempeñan un papel importante en la respiración. El aire entra cuando los pulmones se expanden y sale cuando se contraen.
En invierno, la temperatura del aire disminuye. Como consecuencia, la temperatura del aire dentro del cuerpo también disminuye. Según la ley de Charles, el volumen es directamente proporcional a la temperatura. Por lo tanto, el volumen del aire disminuye con la temperatura. Esto hace que los pulmones se encojan y que actividades físicas como el footing se vuelvan difíciles en los días gélidos de invierno.
Flotadores de piscina
De pequeños, todos hemos utilizado un flotador de piscina durante las clases de natación. Los flotadores de piscina están llenos de aire que los hace mucho menos densos que el agua.
Cuando el agua está más fría que el aire. El aire de los flotadores de piscina se encoge debido a la disminución de la temperatura del aire dentro de los flotadores. El fenómeno inverso se observa durante los días calurosos de verano, cuando el agua está mucho más caliente. En un clima caluroso, la temperatura del aire dentro de los flotadores de natación aumenta, y se inflan demasiado.
Pelotas de ping-pong
El ping-pong o tenis de mesa es un deporte internacional famoso en China, Austria, Bielorrusia, Alemania y Hong Kong, por nombrar algunos.
Un problema común con las pelotas de ping-pong es que pueden abollarse cuando se exponen a un fuerte golpe o presión. Un método común para arreglar esta pelota abollada es sumergirla en agua caliente. Al sumergirla, la temperatura del aire dentro de la pelota aumenta y, según la ley de Charles, el aire se expande. El balón se infla y se arreglan las abolladuras.
Los neumáticos
Los neumáticos de los vehículos sin tocar se desinflan durante los días gélidos de invierno mientras que se inflan en los días calurosos de verano. Este comportamiento inusual se debe a la ley de Charles. En invierno, debido a las bajas temperaturas, el aire del interior del neumático se enfría y se encoge. Mientras que en los días calurosos, el aire se expande con la temperatura.
Globo de helio
Al igual que los neumáticos, los globos de helio también experimentan expansión y contracción con el cambio de la temperatura circundante. Si se saca un globo en un día de nieve, se desmorona. Cuando el mismo globo se lleva a una habitación caliente, recupera su forma original.
Panadería
La ley de Charles también la podemos ver en nuestras cocinas. Nuestros deliciosos productos de panadería, como el pan y los pasteles, no serían esponjosos y suaves sin la levadura. La levadura es un agente leudante que pertenece a los hongos. Convierte los azúcares de la masa en gas carbónico. Cuando se hornea el pan y los pasteles, esta conversión se acelera. El gas liberado se expande debido a las altas temperaturas del horno. Y esta expansión da al pan y a los pasteles un aspecto esponjoso.
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