Definição das Leis do Gás (de Boyle, Charles e Combined)

Lei de Boyle

O primeiro é o Lei de Boyle que estabelece a relação entre volume e pressão de um gás. Nesse caso, sabe-se que a relação entre as duas variáveis ​​é inversamente proporcional: se a pressão de um gás aumenta, seu volume diminui proporcionalmente. Da mesma forma, se a pressão diminuir, seu volume aumenta proporcionalmente. E também é verdade que: se o volume aumenta, a pressão diminui proporcionalmente e vice-versa.

Para fazer isso, Boyle estudou o comportamento do gás em um tubo em "U" cheio de Mercúrio, com uma extremidade aberta e a outra fechada. Quando Mercúrio é adicionado acima do nível da extremidade fechada, o volume do

ar preso nessa extremidade diminui proporcionalmente à adição de mercúrio que exerce pressão sobre ele na outra extremidade.

E Boyle não apenas observou a tendência, mas quantificou essas variações, descobrindo que, por exemplo, se um um gás é comprimido reduzindo seu volume pela metade, a pressão será aumentada para duas vezes o inicial.

Portanto, podemos expressar o acima da seguinte forma:

P_eu. V_eu = P_F. V_F

Onde "i" se refere ao estado inicial e "f" ao estado final.

Deve-se notar que Boyle estudou esse comportamento em gases trancado para temperatura constante, isto é, isotermicamente.

Charles Law

A Lei de Charles veio definir a relação entre duas outras variáveis, a temperatura e o volume de um gás. Desta forma, Charles encontrou o proporcionalidade direto que existe entre a temperatura e o volume de uma quantidade fixa de um gás, se este estiver em pressão constante, isto é, isobaricamente.

Vamos voltar a um exemplo com Mercúrio. Suponhamos que um tubo que tem uma lâmpada em uma extremidade e está aberto para a atmosfera na outra extremidade, dessa forma, um plugue de mercúrio pode se mover dentro dele. Agora, a pressão do gás dentro do bulbo é sempre igual à atmosférica e a deslocamento O plugue de mercúrio indicará o aumento ou diminuição no volume do gás conforme o gás é aquecido ou resfriado.

Vejamos um exemplo caseiro, suponha que você tenha um balão inflado e ele seja exposto a uma queda de temperatura, veremos que o balão automaticamente começa a diminuir de volume. Quando o balão volta à temperatura ambiente, novamente a temperatura sobe e o balão se expande. Portanto, a relação diretamente proporcional que existe entre a temperatura e o volume é demonstrada. Neste caso, quando o balão aquece, a temperatura das partículas no seu interior aumenta e o energia cinética deles também faz. Isso produz um aumento na força Eles se exercem nas paredes do balão e o balão se expande sem aumentar a pressão interna além da pressão inicial.

Portanto, Charles aponta que o volume de qualquer gás é diretamente proporcional à sua temperatura em graus Kelvin se a pressão for mantida constante.

Lei do gás combinado

Recapitulando, sabe-se que o volume de um gás é inversamente proporcional à sua pressão e diretamente proporcional à temperatura. No entanto, Charles e Boyle estudaram esses comportamentos mantendo algumas das variáveis ​​constantes. Por isso, é considerado igualmente válido determinar uma das três variáveis, independentemente da ordem em que as outras duas variam. Ou seja, você pode primeiro estimar o volume de um gás a partir de uma mudança de pressão e, em seguida, de uma mudança de temperatura, ou vice-versa.

Isso implica que, quando a pressão e a temperatura mudam em um gás, ambas as leis podem ser usadas de uma forma independente e, além disso, o volume de um gás a temperatura e pressão constantes é diretamente proporcional ao número de partículas de gás.

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