Gases

Um gás é o conteúdo da fase gasosa, no qual a matéria tem forma e volume variáveis. Nos gases, as moléculas se movem livremente e com grande velocidade. A força de coesão é mínima e a de repulsão é enorme.

Por razões didáticas, a Física classifica os gases em duas categorias:

• os gases perfeitos ou ideais
• os gases reais

Na verdade, nenhum gás é perfeito. Só pode ser tratado como tal, um gás em muito baixa pressão e temperatura.

Lei de Gay-Lussac

Dentro do âmbito da Química e da Física a Lei de Gay-Lussac é uma lei dos gases perfeitos: sob volume constante, a pressão de uma quantidade constante de gás aumenta proporcionalmente com a temperatura:

ou

onde:

P é a pressão do gas.

T é a temperatura do gas (em kelvins).

k é uma constante.

Para comparar a mesma substância en dois tipos de condições:

Lei de Charles

A Lei de Charles é uma lei dos gases perfeitos : à pressão constante, o volume de uma quantidade constante de gás aumenta proporcionalmente com a temperatura.

Esta lei diz respeito às transformações isocóricas ou isométricas, isto é, aquelas que se processam a volume constante, cujo enunciado é o seguinte:

O volume constante, a pressão de uma determinada massa de gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta, ou seja: = constante

Desta maneira, aumentando a temperatura de um gás a volume constante, aumenta a pressão que ele exerce, e diminuindo a temperatura, a pressão também diminui. Teoricamente, ao cessar a agitação térmica das moléculas a pressão é nula, e atinge-se o zero absoluto.

A representação gráfica da transformação isométrica é uma reta.

Lei de Boyle-Mariotte

A Lei de Boyle-Mariotte (enunciada por Robert Boyle e Edme Mariotte) diz que:

"Sob temperatura constante (condições isotermas), o produto da pressão e do volume de uma massa gasosa é constante, sendo, portanto, inversamente proporcionais. Qualquer aumento de pressão produz uma diminuição de volume e qualquer aumento de volume produz uma diminuição de pressão."

Em um gráfico pressão x volume, sob uma temperatura constante, o produto entre pressão e volume deveria ser constante, se o gás fosse perfeito. Existe uma temperatura onde o gás real aparentemente obedece à lei de Boyle-Mariotte. Esta temperatura é chamada de temperatura de Mariotte.

Transformações isotérmicas nos gases perfeitos

Em uma transformação isotérmica, envolvendo um gás perfeito, o produto entre pressão e volume é constante. É possível calcular a pressão e o volume desse gás através da fórmula:

Nessa fórmula, e são as pressões inicial e final, respecivamente. Da mesma forma, e são os volumes inicial e final.