{"id":48749,"date":"2019-11-12T02:11:02","date_gmt":"2019-11-12T01:11:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/o-que-e-a-lei-do-gas-ideal-definicao\/"},"modified":"2021-06-03T15:11:53","modified_gmt":"2021-06-03T14:11:53","slug":"o-que-e-a-lei-do-gas-ideal-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-a-lei-do-gas-ideal-definicao\/","title":{"rendered":"Lei dos gases ideais"},"content":{"rendered":"
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Lei<\/span>\u00a0dos gases\u00a0ideais<\/span> (pV = nRT – Equa\u00e7\u00e3o do G\u00e1s Ideal). De acordo com a lei ideal dos gases, a press\u00e3o varia linearmente com a temperatura e a quantidade e inversamente com o volume. Engenharia T\u00e9rmica<\/div>\n<\/div>\n
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Modelo de g\u00e1s ideal<\/h2>\n

O\u00a0modelo de g\u00e1s ideal<\/strong>\u00a0\u00e9 usado para prever o comportamento dos gases e \u00e9 um dos modelos de subst\u00e2ncias mais \u00fateis e mais usados \u200b\u200bj\u00e1 desenvolvidos.\u00a0Descobri que, se confinarmos\u00a0amostras<\/strong>\u00a0de\u00a01 mol<\/strong>\u00a0de\u00a0v\u00e1rios gases<\/strong>\u00a0em\u00a0volume id\u00eantico<\/strong>\u00a0e mantivermos os gases na\u00a0mesma temperatura<\/strong>\u00a0, suas\u00a0press\u00f5es<\/strong>\u00a0medidas\u00a0ser\u00e3o quase as mesmas<\/strong>\u00a0.\u00a0Al\u00e9m disso, quando confinamos gases em densidades mais baixas, as diferen\u00e7as tendem a desaparecer.\u00a0Verificou-se que esses gases tendem a obedecer \u00e0 seguinte rela\u00e7\u00e3o, conhecida como\u00a0lei dos gases ideais<\/strong>\u00a0:<\/p>\n

\"Entalpia<\/a><\/p>\n

pV = nRT<\/em><\/strong><\/p>\n

Onde:<\/p>\n

p<\/em><\/strong>\u00a0\u00e9 a\u00a0press\u00e3o absoluta<\/strong><\/a>\u00a0do g\u00e1s<\/p>\n

n<\/em><\/strong>\u00a0\u00e9 a\u00a0quantidade<\/strong>\u00a0de subst\u00e2ncia<\/p>\n

T<\/em><\/strong>\u00a0\u00e9 a\u00a0temperatura absoluta<\/strong><\/a><\/p>\n

V<\/em><\/strong>\u00e9 o\u00a0volume<\/a><\/strong><\/p>\n

R<\/em><\/strong>\u00a0\u00e9 a\u00a0constante de g\u00e1s<\/strong>\u00a0ideal, ou universal,igual ao produto da\u00a0constante de Boltzmann<\/strong>\u00a0e da\u00a0constante de Avogadro.\u00a0<\/strong>O poder da\u00a0lei do g\u00e1s ideal<\/strong>\u00a0est\u00e1 em sua simplicidade.\u00a0Quando quaisquer duas das\u00a0vari\u00e1veis \u200b\u200btermodin\u00e2micas<\/a>\u00a0, p, ve T s\u00e3o dadas, a terceira pode ser facilmente encontrada.<\/p>\n

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O\u00a0modelo de g\u00e1s ideal<\/strong>\u00a0\u00e9 baseado nas seguintes suposi\u00e7\u00f5es:<\/p>\n

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  1. A press\u00e3o, o volume e a temperatura de um g\u00e1s ideal obedecem \u00e0\u00a0lei do g\u00e1s ideal<\/strong>\u00a0.<\/li>\n
  2. A\u00a0energia interna espec\u00edfica<\/strong>\u00a0\u00e9 apenas uma fun\u00e7\u00e3o da temperatura:\u00a0u = u (T)<\/em><\/strong><\/li>\n
  3. A massa molar de um g\u00e1s ideal \u00e9 id\u00eantica \u00e0 massa molar da subst\u00e2ncia real<\/li>\n
  4. Os\u00a0aquecimentos espec\u00edficos<\/strong>\u00a0–\u00a0c\u00a0p<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0e\u00a0c\u00a0v<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0– s\u00e3o independentes da temperatura, o que significa que s\u00e3o constantes.<\/li>\n<\/ol>\n

    Do ponto de vista microsc\u00f3pico, \u00e9 baseado nas seguintes premissas:<\/p>\n

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    1. As mol\u00e9culas do g\u00e1s s\u00e3o\u00a0pequenas esferas duras<\/strong>\u00a0.<\/li>\n
    2. As \u00fanicas for\u00e7as entre as mol\u00e9culas de g\u00e1s s\u00e3o aquelas que determinam as\u00a0colis\u00f5es pontuais<\/strong>\u00a0.<\/li>\n
    3. Todas as colis\u00f5es s\u00e3o\u00a0el\u00e1sticas<\/strong><\/a>\u00a0e todo movimento \u00e9\u00a0sem atrito<\/strong>\u00a0.<\/li>\n
    4. A dist\u00e2ncia m\u00e9dia entre as mol\u00e9culas \u00e9 muito maior que o tamanho das mol\u00e9culas.<\/li>\n
    5. As mol\u00e9culas est\u00e3o se movendo em dire\u00e7\u00f5es aleat\u00f3rias.<\/li>\n
    6. N\u00e3o h\u00e1 outra for\u00e7a atraente ou repulsiva entre essas mol\u00e9culas.<\/li>\n<\/ol>\n<\/div>\n<\/div>\n
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      O que \u00e9 um g\u00e1s ideal<\/h2>\n

      Um\u00a0g\u00e1s ideal<\/strong>\u00a0\u00e9 definido como aquele em que todas as colis\u00f5es entre \u00e1tomos ou mol\u00e9culas s\u00e3o\u00a0perfeitamente el\u00e1sticas<\/strong>\u00a0e nas quais n\u00e3o\u00a0h\u00e1 for\u00e7as de atra\u00e7\u00e3o intermoleculares<\/strong>\u00a0.\u00a0Um g\u00e1s ideal pode ser visualizado como uma cole\u00e7\u00e3o de esferas perfeitamente duras que colidem, mas que de outra forma n\u00e3o interagem umas com as outras.\u00a0Na realidade, nenhum g\u00e1s real \u00e9 como um g\u00e1s ideal e, portanto, nenhum g\u00e1s real segue completamente a\u00a0lei<\/strong>\u00a0ou a equa\u00e7\u00e3o do\u00a0g\u00e1s ideal<\/strong>\u00a0.\u00a0Em\u00a0temperaturas<\/a>\u00a0pr\u00f3ximas ao\u00a0ponto de ebuli\u00e7\u00e3o de<\/a>\u00a0gases\u00a0, aumenta a\u00a0press\u00e3o<\/a>far\u00e1 com que ocorra condensa\u00e7\u00e3o e diminui\u00e7\u00f5es dr\u00e1sticas de volume.\u00a0Em press\u00f5es muito altas, as for\u00e7as intermoleculares de um g\u00e1s s\u00e3o significativas.\u00a0No entanto, a maioria dos gases est\u00e1 de acordo aproximado a press\u00f5es e temperaturas acima do seu ponto de ebuli\u00e7\u00e3o.\u00a0A\u00a0lei do g\u00e1s ideal<\/strong>\u00a0\u00e9 utilizada por engenheiros que trabalham com gases, porque \u00e9\u00a0simples de usar<\/strong>\u00a0e aproxima o comportamento real do g\u00e1s.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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      \n[snippet xyz-ihs = \u201dpress\u00e3o\u201d]Veja tamb\u00e9m:\u00a0Colis\u00e3o el\u00e1stica<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n
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      Segunda Lei de Joule<\/h2>\n

      Para qualquer g\u00e1s cuja equa\u00e7\u00e3o de estado seja dada exatamente por\u00a0pV = nRT<\/strong>\u00a0<\/em>(ou\u00a0pv = RT<\/strong><\/em>\u00a0), a\u00a0energia interna espec\u00edfica<\/strong>\u00a0<\/a>depende apenas da temperatura.\u00a0Essa regra foi encontrada originalmente em 1843 pelo f\u00edsico ingl\u00eas\u00a0James Prescott Joule<\/strong>\u00a0experimentalmente para gases reais e \u00e9 conhecida como\u00a0segunda lei de Joule<\/strong>\u00a0:<\/p>\n

      A energia interna de uma massa fixa de um g\u00e1s ideal depende apenas de sua temperatura (n\u00e3o press\u00e3o ou volume).<\/em><\/p>\n

      A\u00a0entalpia espec\u00edfica<\/a>\u00a0de um g\u00e1s descrita por\u00a0pV = nRT<\/strong><\/em>\u00a0tamb\u00e9m depende apenas da temperatura.\u00a0Observe que a\u00a0entalpia<\/strong>\u00a0\u00e9 a quantidade termodin\u00e2mica equivalente ao\u00a0conte\u00fado total de calor<\/strong>\u00a0de um sistema.\u00a0\u00c9 igual \u00e0 energia interna do sistema mais o produto de press\u00e3o e volume.\u00a0Em vari\u00e1veis \u200b\u200bintensivas, a\u00a0segunda lei de Joule<\/strong>\u00a0\u00e9 dada por\u00a0h = h (T) = u (T) + pv = u (T) + RT.<\/em><\/p>\n

      Essas tr\u00eas equa\u00e7\u00f5es constituem o modelo de g\u00e1s ideal, resumido da seguinte forma:<\/p>\n

      pv = RT<\/strong><\/em><\/p>\n

      u = u (T)<\/strong><\/em><\/p>\n

      h = h (T) = u (T) + RT<\/strong><\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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      Lei do g\u00e1s ideal<\/h2>\n

      Qualquer equa\u00e7\u00e3o que relacione a press\u00e3o, a temperatura e o volume espec\u00edfico de uma subst\u00e2ncia \u00e9 chamada de\u00a0equa\u00e7\u00e3o de estado<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0A\u00a0equa\u00e7\u00e3o de estado\u00a0mais simples e\u00a0mais conhecida<\/strong>\u00a0para subst\u00e2ncias na fase gasosa \u00e9 a\u00a0equa\u00e7\u00e3o<\/strong>\u00a0de estado do\u00a0g\u00e1s ideal<\/strong>\u00a0.\u00a0Foi declarado pela primeira vez por \u00c9mile Clapeyron em 1834 como uma combina\u00e7\u00e3o da lei emp\u00edrica de Boyle, da lei de Charles e da lei de Avogadro.\u00a0Esta equa\u00e7\u00e3o prev\u00ea o\u00a0comportamento pvT<\/strong>\u00a0de um g\u00e1s com bastante precis\u00e3o para gases dilu\u00eddos ou de baixa press\u00e3o.\u00a0Num g\u00e1s ideal, as mol\u00e9culas n\u00e3o t\u00eam volume e n\u00e3o interagem.\u00a0De acordo com a lei ideal dos gases, a press\u00e3o varia linearmente com a\u00a0temperatura<\/strong>\u00a0e a\u00a0quantidade<\/strong>\u00a0e inversamente com o\u00a0volume<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

      pV = nRT<\/i><\/strong><\/p>\n

      Onde:<\/p>\n