Transformações Gasosas: Conceito, Tipos e Equação de Clapeyron

Para estudar o estado gasoso, devem ser observadas três variáveis: pressão, volume e temperatura. Isso pode ser obtido a partir de transformações gasosas, em que se analisa uma determinada massa fixa de um gás ideal que está contida em um sistema fechado e como essas variáveis estão relacionadas.

Esses cálculos geralmente são obtidos mantendo-se uma das variáveis constante a fim de observar a variação das outras duas, que podem ser vistas nessa relação:

P1.V1 / T1 = P2.V2 / T2

Tipos
– Transformação isotérmica: foi observada pela primeira vez pelo inglês Robert Boyle. São aquelas em que a temperatura do gás se mantém constante, enquanto a pressão e o volume variam de maneira inversamente proporcional (lei de Boyle);

– Transformação isobárica: esse caso foi estudado inicialmente pelos cientistas franceses Joseph Louis Gay-Lussac e Jacques Alexandre César Charles. Eles observaram que, quando a pressão do gás se mantém estável durante a mudança, volume e temperatura variam de forma diretamente proporcional (primeira lei de Charles e Gay-Lussac);

– Transformação isovolumétrica: também estudada por Charles e Gay-Lussac, o volume do gás não se altera nesse caso, o que resulta numa variação diretamente proporcional entre pressão e temperatura (segunda lei de Charles e Gay-Lussac).

Equação de Clapeyron
O físico francês Benoit Clapeyron observou que o produto da pressão pelo volume sobre a temperatura absoluta gerava uma razão diretamente proporcional ao número de mols do gás em questão. A partir de seus estudos, ele estabeleceu uma equação que relacionava as três variáveis de estado para uma determinada quantidade de matéria, o que descreveria o comportamento de um gás ideal:

P.V = n.R.T

A razão descoberta por Clapeyron (R) foi denominada constante universal dos gases perfeitos, cujo valor depende das unidades das outras variáveis, mas cujo valor na maioria dos casos é 0,082 atm . L/mol . K.