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Em sua vida cotidiana, você provavelmente dá como certo o fato de estar rodeado por gases, geralmente na forma de ar, mas às vezes em outras formas. Seja o buquê de balões cheios de hélio que você compra para um ente querido ou o ar que você coloca nos pneus do seu carro, os gases precisam se comportar de maneira previsível para que você possa usá-los.
TL; DR (muito longo; Não li)
Os gases geralmente se comportam da maneira descrita pela Lei dos Gases Ideais. Os átomos ou moléculas que constituem o gás colidem uns com os outros, mas não são atraídos uns pelos outros como na criação de novos compostos químicos. Energia cinética é o tipo de energia associada ao movimento desses átomos ou moléculas; isso torna a energia associada ao gás reativa às mudanças de temperatura. Para uma determinada quantidade de gás, uma queda na temperatura causará uma queda na pressão se todas as outras variáveis permanecerem constantes.
As propriedades químicas e físicas de cada gás diferem das de outros gases. Vários cientistas entre os séculos 17 e 19 fizeram observações que explicaram o comportamento geral de muitos gases sob condições controladas; suas descobertas tornaram-se a base do que hoje é conhecido como Lei do Gás Ideal.
A fórmula da Lei do Gás Ideal é a seguinte:
PV = nRT = NkT
Onde,
- P = pressão absoluta
- V = volume
- n = número de moles
- R = constante de gás universal = 8,3145 Joules por mol multiplicado por unidades Kelvin de temperatura, frequentemente expressa como "8,3145 J / mol K"
- T = temperatura absoluta
- N = número de moléculas
- k = Constante de Boltzmann = 1,38066 x 10-23 Joules por unidades Kelvin de temperatura
- NUMA = Número de Avogadro = 6,0221 x 1023 moléculas por mol
Usando a fórmula da Lei do Gás Ideal - e um pouco de álgebra - você pode calcular como uma mudança na temperatura afetaria a pressão de uma amostra fixa de gás. Usando a propriedade transitiva, você pode expressar a expressão:
PV = nRT \ implica \ frac {PV} {nR} = T
Uma vez que o número de moles, ou quantidade de moléculas de gás, é mantido constante, e o número de moles é multiplicado por uma constante, quaisquer mudanças na temperatura afetariam a pressão, o volume ou ambos simultaneamente para uma determinada amostra de gás.
Da mesma forma, você também pode expressar a fórmula de uma forma que calcule a pressão. Esta fórmula equivalente:
P = \ frac {nRT} {V}
mostra que uma mudança na pressão, todas as outras coisas permanecendo constantes, irá alterar proporcionalmente a temperatura do gás.