Gases ideais

Em condições de pressões baixas ou moderadas, e de temperaturas não muito baixas, muitos gases comuns (ar, nitrogênio, oxigênio, etc) podem ser considerados ideais. Quase todos os gases quimicamente estáveis comportam-se como ideais se estiverem longe das condições de liquefação ou solidificação, i.e., se os seus átomos ou moléculas estiverem suficientemente afastados uns dos outros, para que as suas interações possam ser desprezadas. Em geral, à temperatura ambiente, t=20ºC (T=293,15 K), e pressão atmosférica padrão,P_0=1,013x〖10〗^5 Pa, a maioria dos gases podem ser considerados como ideais.

Lei de Boyle-Mariotte (T=const.)

Os estudos mais pormenorizados do comportamento dos gases ideais remontam ao século dezessete. Em 1662 Robert Boyle descobriu uma lei que relaciona linearmente a pressão e o inverso do volume se a temperatura se mantiver constante. Em alguns países da Europa a descoberta desta lei é atribuída a Edme Mariotte que, no entanto, só publicou os seus trabalhos em 1676. Em grande parte da literatura, a lei é conhecida como Lei de Boyle-Mariotte e tem o seguinte aspecto:

PV=K_T (1)

Segundo (1), se o volume do recipiente que contém o gás aumenta, a pressão decresce e vice-versa. Por quê? Suponha que o volume aumenta. Isto significa que as moléculas têm mais espaço livre para percorrer e, portanto, a frequência dos choques com as paredes do recipiente diminui. Sendo assim, a pressão será menor. O processo inverso também se verifica.

De que depende o valor de K_T? Experimentalmente foi determinado que K_T é diretamente proporcional à temperatura, T, e ao número de moles de gás, n=m/M (m -massa do gás, M - massa molar),

K_T=nRTT (2)

Em que RT, é uma constante de proporcionalidade.

Lei de Gay-Lussac (V=const.)

Esta lei, descoberta por Joseph Louis Gay-Lussac nos princípios do século XIX, relaciona linearmente a pressão e a temperatura de um gás ideal, se o volume se mantiver constante, isto é,

P=K_V