O que é a lei dos gases – Definição

Em geral, as leis dos gases são as primeiras equações de estado, que correlacionam densidades de gases e líquidos a temperaturas e pressões. As leis de gás foram completamente desenvolvidas no final do século XVIII. Engenharia Térmica

Leis do gás

Em geral, as leis dos gases são as primeiras equações de estado , que correlacionam densidades de gases e líquidos a temperaturas e pressões. As leis de gás foram completamente desenvolvidas no final do século XVIII. Essas leis ou declarações precederam a lei dos gases ideais , uma vez que, individualmente, essas leis são consideradas casos especiais da equação do gás ideal, com uma ou mais variáveis ​​mantidas constantes. Como eles foram quase completamente substituídos pela equação de gás ideal, não é comum que os alunos aprendam essas leis em detalhes. A equação do gás ideal foi declarada pela primeira vez por Émile Clapeyron em 1834 como uma combinação dessas leis:

Lei de Boyle-Mariotte

A lei de Boyle-Mariotte é uma das leis de gás. No final do século XVII, Robert William Boyle e Edme Mariotte estudaram independentemente a relação entre o volume e a pressão de um gás a temperatura constante . Os resultados de certas experiências com gases sob pressão relativamente baixa levaram Robert Boyle a formular uma lei bem conhecida. Afirma que:

Para uma massa fixa de gás a temperatura constante, o volume é inversamente proporcional à pressão.

Isso significa que, por exemplo, se você aumentar o volume 10 vezes, a pressão diminuirá 10 vezes. Se você reduzir pela metade o volume, dobrará a pressão.

Você pode expressar isso matematicamente como:

pV = constante

ou

1 V 1 = p 2 V 2

Sim, parece ser idêntico ao processo isotérmico do gás ideal. De fato, durante seus experimentos, a temperatura permanece constante, como foi assumido por Mariotte. Esses resultados são totalmente consistentes com a lei ideal dos gases , que determina que a constante é igual a nRT .

pV = nRT

Onde:

  • p é a pressão absoluta do gás
  • n é a quantidade de substância
  • T é a temperatura absoluta
  • V é o volume
  • R  é a constante de gás ideal, ou universal, igual ao produto da constante de Boltzmann e da constante de Avogadro,

Nesta equação, o símbolo R é uma constante chamada constante universal de gás que tem o mesmo valor para todos os gases – ou seja, R = 8,31 J / mol K.

Lei de Boyle-Mariotte
Para uma massa fixa de gás a temperatura constante, o volume é inversamente proporcional à pressão. Fonte: grc.nasa.gov A política de direitos autorais da NASA afirma que “o material da NASA não é protegido por direitos autorais, a menos que seja observado”.

Lei de Charles

A lei de Charles é uma das leis de gás. No final do século XVIII, o inventor e cientista francês Jacques Alexandre César Charles estudou a relação entre o volume e a temperatura de um gás sob pressão constante . Os resultados de certas experiências com gases sob pressão relativamente baixa levaram Jacques Alexandre César Charles a formular uma lei bem conhecida. Afirma que:

Para uma massa fixa de gás a pressão constante, o volume é diretamente proporcional à temperatura Kelvin.

Isso significa que, por exemplo, se você dobrar a temperatura, dobrará o volume. Se você reduzir pela metade a temperatura, reduzirá pela metade o volume.

Você pode expressar isso matematicamente como:

V = constante. T

Sim, parece ser idêntico ao processo isobárico do gás ideal. Esses resultados são totalmente consistentes com a lei ideal dos gases , que determina que a constante é igual a nR / p . Se você reorganizar a equação pV = nRT dividindo os dois lados por p, obterá:

V = nR / p. T

onde nR / p é constante e:

  • p é a pressão absoluta do gás
  • n é a quantidade de substância
  • T é a temperatura absoluta
  • V é o volume
  • R  é a constante de gás ideal, ou universal, igual ao produto da constante de Boltzmann e da constante de Avogadro,

Nesta equação, o símbolo R é uma constante chamada constante universal de gás que tem o mesmo valor para todos os gases – ou seja, R = 8,31 J / mol K.

A lei de Charles é uma das leis de gás.
Para uma massa fixa de gás a pressão constante, o volume é diretamente proporcional à temperatura Kelvin. Fonte: grc.nasa.gov A política de direitos autorais da NASA afirma que “o material da NASA não é protegido por direitos autorais, a menos que seja observado”.

Lei de Guy-Lussac

A lei de Guy-Lussac ou a lei de pressão é uma das leis de gás. No final do século 18 e início do século 19, foi descoberto pelo químico francês Joseph Louis Gay-Lussac . Ele estudou a relação entre a pressão e a temperatura de um gás em volume constante . Os resultados de certas experiências com gases sob pressão relativamente baixa levaram Joseph Louis Gay-Lussac a formular uma conhecida ” lei da pressão “. Afirma que:

Para uma massa fixa de gás em volume constante, a pressão é diretamente proporcional à temperatura Kelvin.

Isso significa que, por exemplo, se você dobrar a temperatura, dobrará a pressão. Se você reduzir pela metade a temperatura, reduzirá a pressão pela metade.

Você pode expressar isso matematicamente como:

p = constante. T

Sim, parece ser idêntico ao processo isocórico do gás ideal. Esses resultados são totalmente consistentes com a lei ideal dos gases, que determina que a constante é igual a nR / V. Se você reorganizar a equação pV = nRT dividindo os dois lados por V, obterá:

p = nR / V. T

onde nR / V é constante e:

  • p é a pressão absoluta do gás
  • n é a quantidade de substância
  • T é a temperatura absoluta
  • V é o volume
  • R  é a constante de gás ideal, ou universal, igual ao produto da constante de Boltzmann e da constante de Avogadro,

Nesta equação, o símbolo R é uma constante chamada constante universal de gás que tem o mesmo valor para todos os gases – ou seja, R = 8,31 J / mol K.

Lei de Guy-Lussac
Para uma massa fixa de gás em volume constante, a pressão é diretamente proporcional à temperatura Kelvin. Fonte: grc.nasa.gov A política de direitos autorais da NASA afirma que “o material da NASA não é protegido por direitos autorais, a menos que seja observado”.

Lei de Avogadro

A lei de Avogadro é uma das leis de gás. No início do século XIX, um cientista italiano Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro estudou a relação entre o volume  e a quantidade de substância presente no gás. Os resultados de certas experiências com gases o levaram a formular uma conhecida Lei de Avogadro . Afirma que, nas mesmas condições de temperatura e pressão, volumes iguais de gases diferentes contêm um número igual de moléculas, ou:

Para uma massa fixa de um gás ideal a pressão e temperatura constantes, o volume e a quantidade do gás são diretamente proporcionais.

Você pode expressar isso matematicamente como:

∝ n

ou

V = constante. n

onde nR / V é constante e:

  • n é a quantidade de substância medida em moles
  • V é o volume do gás

a constante é igual a RT / p, onde p é a pressão absoluta do gás, T é a temperatura absoluta e R  é a constante de gás ideal, ou universal, igual ao produto da constante de Boltzmann e da constante de Avogadro.

Número de Avogadro

Em homenagem a Avogadro , também o número de partículas (átomos, moléculas, íons ou outras partículas) em 1 mole de uma substância, 6.022 × 10 23 , recebeu o nome de Avogadro como constante de Avogadro ou número de Avogadro . A constante de Avogadro é uma das unidades de base SI sete e representado por A .

Lei de Avogadro pode ser usada para comparar a mesma substância sob dois conjuntos diferentes de condições:

1 / n 1 = V 2 / n 2

Volume molar de gases

Um dos resultados mais práticos desta lei é o volume molar de um gás , m , que é sobre:

m = 22,4 dm 3 / mol

Isso significa que, à temperatura padrão (273,15 K, 0 ° C) e pressão atmosférica padrão (101,325 kPa), o volume molar é o mesmo para todos os gases ideais. Observe que está sob a hipótese ideal de gás. Este valor é fortemente dependente da pressão e da temperatura. Por exemplo:

  • para 273,15 K (0 ° C) e 100,00 kPa, o volume molar de um gás ideal é 22,71 dm 3 .mol −1 .
  • para 298,15 K (25 ° C) e 100,00 kPa, o volume molar de um gás ideal é 24,79 dm 3 .mol −1 .

 

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: [email protected] ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.