As leis dos gases são princípios fundamentais da química que descrevem o comportamento dos gases em relação a variáveis como pressão, volume e temperatura.

1. Lei de Boyle (Transformação Isotérmica)

A pressão de um gás é inversamente proporcional ao seu volume, desde que a temperatura permaneça constante.

Fórmula:

$P_1 V_1 = P_2 V_2$

Se o volume de um gás aumenta, sua pressão diminui, e vice-versa, enquanto a temperatura é mantida constante. Essa lei é aplicável em situações onde o gás é comprimido ou expandido em um recipiente.

Exemplo: Quando um balão é comprimido, seu volume diminui e a pressão do ar dentro do balão aumenta, desde que a temperatura não mude.

2. Lei de Gay-Lussac (Transformação Isotérmica)

A pressão de um gás é diretamente proporcional à sua temperatura (em Kelvin), mantendo o volume constante.

Fórmula:

$frac{P_1}{T_1} = frac{P_2}{T_2}$

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Quando a temperatura de um gás aumenta, sua pressão também aumenta, desde que o volume seja mantido constante. Essa lei é importante para entender como as temperaturas elevadas afetam os gases em recipientes fechados.

Exemplo: Em uma lata de spray, ao ser aquecida, a pressão do gás dentro da lata aumenta, podendo causar uma explosão se a temperatura continuar subindo.

3. Lei de Charles (Transformação Isobárica)

O volume de um gás é diretamente proporcional à sua temperatura (em Kelvin), enquanto a pressão é mantida constante.

Fórmula:

$frac{V_1}{T_1} = frac{V_2}{T_2}$

Quando a temperatura de um gás aumenta, seu volume também aumenta, desde que a pressão permaneça constante. Essa lei é frequentemente aplicada a sistemas em que um gás pode se expandir ou contrair livremente.

Exemplo: Um balão que é colocado em água quente se expande à medida que a temperatura do gás dentro dele aumenta, resultando em um aumento de volume.

Equação Geral dos Gases Ideais

$$P cdot V = n cdot R cdot T$$

Onde:

$P$ = pressão do gás (em atm ou Pa)

$V$ = volume do gás (em litros ou m³)

$n$ = número de mols do gás

$R$ = constante universal dos gases (8,314 J/(mol·K) ou 0,0821 L·atm/(mol·K))

$T$ = temperatura do gás (em Kelvin)