Lei dos Gases

Prévia do material em texto

Lei dos Gases 
A Lei dos Gases, foram criadas por físico-químicos entre os séculos XVII e XIX. 
As três leis dos gases são denominadas: Lei de Boyle (transformação isotérmica), Lei 
de Gay-Lussac (transformação isobárica) e a Lei de Charles (transformação 
isométrica). Cada uma delas contribuíram para os estudos sobre os gases e suas 
propriedades, a saber: volume, pressão e temperatura. 
Gases 
O estudo dos gases teve início com Torricelli, quando mediu sua pressão e apresentou 
adequadas explicações sobre o fenômeno. 
 
A primeira pessoa a utilizar o termo gás foi Jean-Baptiste, um naturalista belgo, alquimista e 
químico. 
 
O termo gás vem do grego caos e significa espaço vazio. 
 
O gás tem como característica principal ocupar totalmente o volume do recipiente que o 
hospeda, independentemente de sua quantidade. 
 
Isso acontece porque os gases se comportam de forma desordenada em virtude do grau de 
liberdade que possuem, ocupando totalmente o volume do recipiente a ele oferecido. 
 
Outra característica dos gases é sua grande capacidade de compressão. 
 
 
 
 
Os gases são fluidos que não possuem forma, nem volume próprio, ou seja, a forma e o 
volume dos gases depende diretamente do recipiente no qual estão inseridos. Isso ocorre 
porque as moléculas dos gases, diferente dos sólidos, estão separadas umas das outras. 
Gases Ideais 
Note que os chamados “Gases Ideais” ou “Gases Perfeitos”, são modelos idealizados, 
utilizados para facilitar o estudo sobre os gases, uma vez que a maioria deles se 
comportam como um "gás ideal". 
Importante ressaltar que as três leis dos gases expõem o comportamento dos gases 
perfeitos, na medida que uma das grandezas, seja pressão, temperatura ou volume, é 
constante, enquanto outras duas são variáveis. 
Algumas características que definem os gases ideais são: 
 Movimento desordenado e não interativo entre as moléculas 
 Colisão das moléculas dos gases são elásticas 
 Ausência de forças de atração ou repulsão 
 Possuem massa, baixa densidade e volume desprezível 
Lei de Boyle Transformação Isotérmica 
Esta lei foi proposta pelo físico e químico irlandês Robert Boyle (1627 – 1691). Como é 
perceptível por meio do título, ela trata das transformações isotérmicas, trocando em 
miúdos, ela quer dizer que a uma temperatura constante, pressão e volume também serão 
constantes, ou, inversamente proporcionais, mas é bom lembrar que isso é válido para os 
gases ideais. Esta lei foi publicada no ano de 1662 e pode ser representada pela seguinte 
equação matemática: 
 
a temperatura de uma amostra de gás permanece 
constante e sua variação de volume é inversamente 
proporcional a sua variação da pressão. 
A Lei de Boyle mostra que, a uma temperatura constante, o produto da pressão e 
volume de um gás ideal é sempre constante. Foi publicada em 1662. Pode ser 
determinada experimentalmente com um manômetro e um recipiente de volume 
variável. Também podem ser encontradas através do uso da lógica, se um recipiente 
com um número fixo de moléculas no volume interior é reduzido, mais moléculas 
impactam nos lados do recipiente por unidade de tempo, causando aumento de 
pressão. 
enuncia que a pressão absoluta e o volume de uma certa quantidade de gás 
confinado são inversamente proporcionais se a temperatura permanece constante 
em um sistema fechado.
[1][2]
Em outras palavras, ela afirma que o produto da 
pressão e do volume é uma constante para uma devida massa de gás confinado 
enquanto a temperatura for constante. 
 
A Lei de Boyle-Mariotte, proposta pelo químico e físico irlandês Robert Boyle (1627-
1691), apresenta a transformação isotérmica dos gases ideais, de modo que a 
temperatura permanece constante, enquanto a pressão e o volume do gás são 
inversamente proporcionais. Assim, a equação que expressa a lei de Boyle: 
 
Donde, 
p: pressão da amostra 
V: volume 
K: constante de temperatura (depende da natureza do gás, da temperatura e da massa) 
Lei de Gay-Lussac Transformação Isobárica 
Proposta pelo químico e físico francês Joseph Louis Gay – Lussac (1778 – 1850) demonstra 
a transformação isobárica, que quer dizer que quando a pressão do gás é constante, 
temperatura e volume serão diretamente proporcionais. Pode ser expressa pela seguinte 
fórmula: 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_ideal
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Volume
https://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_fechado
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Boyle-Mariotte#cite_note-1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Boyle-Mariotte#cite_note-1
Se a pressão da amostra do gás for mantida constante, 
sua temperatura e volume são diretamente 
proporcionais. 
Obs.: Essa proporcionalidade volume e temperatura só 
são válidas para a escala Kelvin. 
 
A Lei de Gay-Lussac, proposta pelo físico e químico francês, Joseph Louis Gay-
Lussac (1778-1850), apresenta a transformação isobárica dos gases, ou seja, quando a 
pressão do gás é constante, a temperatura e o volume são diretamente proporcionais, 
expressa pela fórmula: 
 
Donde, 
V: volume do gás 
T: temperatura 
k: constante da pressão (isobárica) 
Lei de Charles Transformação Isométrica 
Proposta pelo físico e químico francês Jacques Alexandre Cesar Charles (1746 – 1823) 
refere-se às transformações isométricas dos gases perfeitos. É denominada ainda de “Lei 
dos Volumes”, nesta lei define-se que para um gás ideal seu volume será constante 
enquanto pressão e temperatura forem diretamente proporcionais. Pode ser expressa a 
partir da seguinte fórmula: 
 
é uma lei dos gases perfeitos. Esta lei diz respeito às transformações isobáricas, isto é, 
aquelas que se processam a pressão constante, cujo enunciado é o seguinte: 
A pressão constante, o volume de uma determinada massa de gás é diretamente 
proporcional à sua temperatura absoluta.
[1]
 
 
 
 
A Lei de Charles, proposta pelo físico e químico francês Jacques Alexandre Cesar 
Charles (1746-1823), apresenta a transformação isométrica ou isocórica dos gases 
perfeitos, ou seja, o volume do gás é constante, enquanto a pressão e a temperatura são 
grandezas diretamente proporcionais. A partir disso, a fórmula que expressa a lei de 
Charles: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_perfeito
https://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Charles#cite_note-1
 
Donde, 
P: pressão 
T: temperatura 
K: constante de volume (depende da natureza, do volume e da massa do gás) 
Equação de Clapeyron 
A Equação de Clapeyron foi formulada pelo físico-químico francês Benoit Paul Émile 
Clapeyron (1799-1864). Essa equação consiste na união das três leis dos gases, na qual 
relaciona as propriedades dos gases dentre: volume, pressão e temperatura absoluta. 
 
Donde, 
P: pressão 
V: volume 
n: número de mols 
R: constante universal dos gases perfeitos: 8,31 J/mol.K 
T: Temperatura 
Equação Geral dos Gases Perfeitos 
Procura relacionar em uma transformação de massa 
gasosa, as variáveis: temperatura, pressão e volume. 
 
 
A Equação Geral dos Gases Perfeitos é utilizada para os gases que possuem massa 
constante (número de mols) e variação de alguma das grandezas: pressão, o volume e a 
temperatura, estabelecida pela seguinte expressão: 
 
Donde, 
P: pressão 
V: volume 
T: temperatura 
K: constante molar 
P1: pressão inicial 
V1: volume inicial 
T1: temperatura inicial 
P2: pressão final 
V2: volume final 
T2: temperatura final 
 
é uma lei dos gases que combina a lei de Boyle, a lei de Charles e a lei de Gay-
Lussac.
[1][2]
 Estas leis matematicamente se referem a cada uma das variáveis 
https://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Boyle
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Charles
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Gay-Lussac
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Gay-Lussac
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_geral_dos_gases#cite_note-1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_geral_dos_gases#cite_note-1termodinâmicas com relação a outra enquanto todas as demais se mantenham constantes. 
A lei de Charles estabelece que o volume e atemperatura são diretamente proporcionais 
entre si, sempre e quando a pressão se mantenha constante. A lei de Boyle afirma que 
a pressão e o volume são inversamente proporcionais entre si a temperatura constante. 
Finalmente, a lei de Gay-Lussac introduz uma proporcionalidade direta entre a temperatura 
e a pressão, sempre e quando se encontre a um volume constante. A interdependência 
destas variáveis se mostra na lei combinada dos gases, que estabelece claramente que: 
 
 
 
 
https://www.todamateria.com.br/lei-dos-gases/ 
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/leis-dos-gases.htm 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Gay-Lussac 
 
 
 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Volume
https://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Volume
https://www.todamateria.com.br/lei-dos-gases/
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/leis-dos-gases.htm