O que é a lei dos gases ideais?
Lei do Gás Ideal e Equações de Estado
Na maioria das vezes, a Lei do Gás Ideal pode ser usada para fazer cálculos para gases reais. Ben Edwards, Getty Images
o Lei do Gás Ideal é uma das Equações de Estado. Embora a lei descreva o comportamento de um gás ideal, a equação é aplicável a gases reais sob muitas condições, por isso é uma equação útil para aprender a usar. A Lei do Gás Ideal pode ser expressa como:
PV = NkT
Onde:
P = pressão absoluta em atmosferas
V = volume (geralmente em litros)
n = número de partículas de gás
k = constante de Boltzmann (1,38·1023J·K−1)
T = temperatura em Kelvin
A Lei do Gás Ideal pode ser expressa em unidades SI onde a pressão está em pascal, o volume é em metros cúbicos , N torna-se n e é expresso em mols, e k é substituído por R, o Constante de Gás (8.314 J·K−1·mol−1):
PV = nRT
Gases Ideais versus Gases Reais
A Lei do Gás Ideal se aplica a gases ideais . Um gás ideal contém moléculas de tamanho desprezível que têm uma energia cinética molar média que depende apenas da temperatura. Forças intermoleculares e tamanho molecular não são considerados pela Lei do Gás Ideal. A Lei do Gás Ideal se aplica melhor a gases monoatômicos em baixa pressão e alta temperatura. A pressão mais baixa é melhor porque a distância média entre as moléculas é muito maior do que a tamanho molecular . Aumentar a temperatura ajuda porque a energia cinética das moléculas aumenta, tornando o efeito de atração intermolecular menos significativo.
Derivação da Lei do Gás Ideal
Existem algumas maneiras diferentes de derivar o Ideal como Lei. Uma maneira simples de entender a lei é vê-la como uma combinação de Lei de Avogadro e a Lei do Gás Combinado. o Lei do Gás Combinado pode ser expresso como:
PV / T = C
onde C é uma constante que é diretamente proporcional à quantidade de gás ou número de moles de gás, s. Esta é a Lei de Avogadro:
C = nR
onde R é o constante de gás universal ou fator de proporcionalidade. Combinando as leis :
PV/T = nR
Multiplicando ambos os lados por T resulta:
PV = nRT
Lei do Gás Ideal - Problemas de Exemplo Trabalhados
Problemas de gás ideal vs não ideal
Lei do Gás Ideal - Volume Constante
Lei do Gás Ideal - Pressão Parcial
Lei do Gás Ideal - Cálculo de Mols
Lei do Gás Ideal - Resolvendo a Pressão
Lei do Gás Ideal - Resolvendo para Temperatura
Equação do Gás Ideal para Processos Termodinâmicos
| Processo (Constante) | Conhecido Razão | Pdois | DENTROdois | Tdois |
| isobárico (P) | DENTROdois/DENTRO1 Tdois/T1 | Pdois=P1 Pdois=P1 | DENTROdois=V1(DENTROdois/DENTRO1) DENTROdois=V1(Tdois/T1) | Tdois=T1(DENTROdois/DENTRO1) Tdois=T1(Tdois/T1) |
| isocórico (DENTRO) | Pdois/P1 Tdois/T1 | Pdois=P1(Pdois/P1) Pdois=P1(Tdois/T1) | DENTROdois=V1 DENTROdois=V1 | Tdois=T1(Pdois/P1) Tdois=T1(Tdois/T1) |
| Isotérmico (T) | Pdois/P1 DENTROdois/DENTRO1 | Pdois=P1(Pdois/P1) Pdois=P1/(DENTROdois/DENTRO1) | DENTROdois=V1/(Pdois/P1) DENTROdois=V1(DENTROdois/DENTRO1) | Tdois=T1 Tdois=T1 |
| isoentrópico reversível adiabático (entropia) | Pdois/P1 DENTROdois/DENTRO1 Tdois/T1 | Pdois=P1(Pdois/P1) Pdois=P1(DENTROdois/DENTRO1)−c Pdois=P1(Tdois/T1)γ/(γ − 1) | DENTROdois=V1(Pdois/P1)(−1/c) DENTROdois=V1(DENTROdois/DENTRO1) DENTROdois=V1(Tdois/T1)1/(1 − c) | Tdois=T1(Pdois/P1)(1 − 1/c) Tdois=T1(DENTROdois/DENTRO1)(1 − c) Tdois=T1(Tdois/T1) |
| politrópico (PVn) | Pdois/P1 DENTROdois/DENTRO1 Tdois/T1 | Pdois=P1(Pdois/P1) Pdois=P1(DENTROdois/DENTRO1)−n Pdois=P1(Tdois/T1)n/(n − 1) | DENTROdois=V1(Pdois/P1)(-1/n) DENTROdois=V1(DENTROdois/DENTRO1) DENTROdois=V1(Tdois/T1)1/(1 − n) | Tdois=T1(Pdois/P1)(1 - 1/n) Tdois=T1(DENTROdois/DENTRO1)(1-n) Tdois=T1(Tdois/T1) |