Conforme descrito no texto “Resumo das leis do estado gasoso”, as relações estabelecidas a partir da temperatura, da pressão e do volume de um sistema gasoso dão origem a importantes interpretações matemáticas, conhecidas como leis físicas. As principais delas são a Lei de Boyle-Mariotte, Lei de Gay-Lussac e Lei de Charles.
A Lei de Boyle-Mariotte: SISTEMA ISOTÉRMICO; estabelece que o volume de um gás será sempre inversamente proporcional à pressão, quando a temperatura se mantiver constante. Isso quer dizer que aumentando a pressão iremos diminuir o volume, e vice-versa; sempre de modo proporcional.
Podemos citar um exemplo onde a pressão exercida por determinado gás vale 10 atm e o volume do recipiente que condiciona este gás é 20L. Se a pressão aumentar para 20 atm, o volume cairá para 10 litros.
A Lei de Gay-Lussac: SISTEMA ISOBÁRICO; estabelece que o volume de um gás será sempre proporcional à temperatura, uma vez que a pressão é mantida constante. Isso quer dizer que ao aumentarmos a temperatura, também estaremos aumentando o volume, e vice-versa; e sempre de modo proporcional.
Tomemos como exemplo um sistema gasoso que apresente uma temperatura de 100 °C, enquanto seu volume é 2L. Ao dobrarmos a temperatura, o volume final passará para 4L.
A Lei de Charles: SISTEMA ISOMÉTRICO ou ISOCÓRICO; estabelece que a pressão será sempre diretamente proporcional à temperatura, uma vez que o volume é mantido constante.
Podemos ter um exemplo onde a pressão exercida pelo gás vale 10 atm e a temperatura 100 K. Se a pressão do gás aumentar para 20 atm, a temperatura também aumentará para 200 K.
Ao relacionarmos, simultaneamente as três variáveis principais do gás, chegaremos então à Lei Geral do Estado Gasoso, estabelecendo a relação entre pressão, volume e temperatura.
Imaginemos agora um recipiente com êmbolo móvel cheio de gás ideal. Ele terá um volume, uma temperatura e uma determinada pressão. Ao modificarmos aleatoriamente qualquer um dos valores destas três variáveis de estado, percebemos que será constante a razão entre o produto da pressão pelo volume e a temperatura absoluta do gás. Ou seja, se multiplicarmos a pressão pelo volume ocupado pelo gás e depois dividirmos pela temperatura, iremos sempre obter um mesmo valor.
Consideremos, por exemplo, uma amostra gasosa na qual a pressão vale 6 atm, a temperatura 200 K e o volume 8 litros. Se a pressão aumentar para 24 atm, a temperatura aumentará para 400 K e o volume para cairá para 4 litros.
Referências:
FELTRE, Ricardo; Fundamentos da Química, vol. Único, Ed. Moderna, São Paulo/SP – 1990.
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/termodinamica/exemplos-sobre-as-leis-do-estado-gasoso/