Resumo das leis do estado gasoso
Os gases são representantes de um dos estados físicos da matéria. Nela densidade, volume e forma não são delimitados, afinal possuem grau de desordem das partículas muito grande. Isso ocorre por conta do livre deslocamento dessas partículas as quais podem ser moléculas ou íons e átomos. Os gases são extremamente aplicados no cotidiano, pois nos mantemos em contato com eles constantemente.
Os gases possuem inúmeras propriedades e, dependendo delas, terão determinados valores de densidade, pressão, volume e viscosidade.
Os gases são difusos, logo tendem a preencher de forma rápida todo o espaço disponível no ambiente ou recipiente em que estão. Todo o estudo de gases, tanto nas escolas quanto na academia, são para gases ideais que apresentam proporção entre volume, temperatura, molaridade e pressão bem como estão em ambiente previsível e homogêneo.
Dentre as propriedades, analise as mais comuns:
- Temperatura: representa o estado térmico da agitação das partículas;
- Volume: espaço que o gás ocupa no recipiente;
- Pressão: soma de todas as forças de cada um dos itens contidos no gás contra as paredes do recipiente.
Existem três principais leis do estado gasoso que você conhecerá a seguir:
Isotermia: A Lei de Boyle-Mariotte
O termo provém do grego em que ‘iso’ é igual e ‘thermo’ é calor, então temos uma transformação gasosa a temperaturas constantes.
Para entender melhor na prática, pense em uma seringa repleta de um gás e sem a agulha. Esse é um espaço ideal em que os cálculos podem ser feitos com exatidão e somos conhecedores de como ele se comporta exatamente, sob condições determinadas. Quando a ponta inferior é fechada e o êmbolo da seringa é pressionado obtêm-se o volume e a pressão. Em seguida mudamos os valores de ambos, deixando constante o valor de temperatura. Quando os valores de volume e pressão forem novamente medidos, em inúmeras experiência, logo poderemos notar que elas são inversamente proporcionais à pressão enquanto a temperatura for constante.
Dessa forma conforme a pressão aumenta o volume reduz e o contrário também é verdadeiro em um sistema sempre funcionando de maneira proporcional.
A lei foi descoberta pelos físicos Robert Boyle (1627-1691) e Edme Mariotte (1620-1684). Eles fizeram experimentos de variação de volume e pressão em gases sempre prezando pela temperatura constante.
A fórmula geral da lei é: P . V = k ou P1. V1 = P2. V2
Isobaria: A Lei de Gay – Lussac:
Nessa segunda lei vamos relembrar os termos do grego: ‘iso’ é igual e ‘baros’ pressão. Dessa forma a pressão permanece igual.
Para compreender melhor praticamente imagine um recipiente com êmbolo móvel. Ele é totalmente preenchido por um gás ideal. O gás terá uma pressão e temperatura. Nessas circunstâncias vamos mudar o valor tanto de pressão quanto de temperatura, mas a pressão continuará constante. Quando são medidos os valores de volume e temperatura em inúmeras experiências, fica comprovado que o volume sempre será proporcional à temperatura desde que pressão esteja constante. Da mesma forma se a temperatura sobe também aumenta-se o volume e o contrário também é verdadeiro, sempre de forma proporcional
O estudioso que elucidou essa lei foi o francês Louis Gay-Lussac (1778 – 1850). Ele fez experimentos em recipientes com gases e elevou a temperatura, logo a energia cinética aumenta nas partículas bem como a velocidade das moléculas no gás.
Outro exemplo possível é quando se coloca um balão dentro de um recipiente com água aquecida, a temperatura do balão aumenta e o volume também. Quando é posto em água gelada o balão irá murchar, ou seja, com a temperatura diminui o volume ocupado pelo gás também reduz.
A fórmula da lei é: V1/T1 = V2/T2
Isometria: A Lei de Charles
Novamente: ‘iso’ é igual e ‘metria’ liga-se ao volume. Essa lei também pode ser chamada de isocórica. Nesse caso pense nas condições de temperatura e de pressão. Nesse recipiente haverá uma pressão e uma temperatura. Novamente os valores serão mudados, tanto de uma variável quanto da outra, mas o volume fica constante. Quando esses valores são medidos (da pressão e da temperatura) notamos que a pressão é em todos os casos diretamente proporcional à temperatura sempre que o volume for mantido constante.
Nesse caso a fórmula é a seguinte: PI/T1 = P2/T2 = P3/T3
Note que as três leis se interligam, pois dos três elementos, pressão, volume e temperatura, estão em todas e sempre dois se modificam enquanto um está constante. Lembrando que alteração do valor é sempre proporcional.
Essas leis são normalmente pedidas em provas de vestibulares, mas são de fácil memorização. O ideal é memorizar os termos baro, termo e metria para lembrar qual elemento fica constante.
Por isso faça algumas questões relacionadas ao tema e busque resolver a partir das fórmulas apresentadas acima. O melhor é sempre decorar as fórmulas mais conhecidas, afinal elas não são dadas na prova e tem grandes chances de cair.