A respeito do comportamento dos gases ideais:
a) Discuta os experimentos de Charles e Boyle e seus respectivos resultados;
b) Partindo dos resultados experimentais de Charles e Boyle discutidos acima, encontre a equação dos gases ideais.
a) Discuta os experimentos de Charles e Boyle e seus respectivos resultados;
b) Partindo dos resultados experimentais de Charles e Boyle discutidos acima, encontre a equação dos gases ideais.
Passo 1
O enunciado pede para discutirmos os experimentos de Boyle e de Charles sobre gases ideais e, com base neles, obter a equação de estado dos gases ideais. Vamos usar as variáveis pressão
, volume
, temperatura absoluta
e considerar a quantidade de gás fixa (número de mols
constante).
Passo 2
No experimento de Boyle, manteve‐se a temperatura constante (\emph{isotérmico}) e mediu‐se a pressão em função do volume. Os dados mostram que, para
constante e
constante,
Em outras palavras,
é inversamente proporcional a
:
Passo 3
No experimento de Charles, manteve‐se a pressão constante (\emph{isobárico}) e mediu‐se o volume em função da temperatura (em escala absoluta, Kelvin). Os resultados indicam que, para
constante e
constante,
ou seja,
Passo 4
Combinando os dois resultados, vemos que qualquer variação de
,
e
obedece
Logo existe uma constante de proporcionalidade que depende apenas de
, que chamamos de
. Assim chega‐se à forma geral da equação dos gases ideais: