Na transformação isotérmica, a temperatura dos gases permanece constante e, segundo a Lei de Boyle, o volume e a temperatura são inversamente proporcionais. Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça Show
questão 1 Certa massa de gás hidrogênio (H2) ocupa um volume de 0,760 L, sob pressão de 125 mm Hg, em uma dada temperatura. Qual o volume ocupado pela mesma massa de H2, na mesma temperatura, sob pressão de 0,100 atm?
questão 2 Certa quantidade de um gás ocupa um volume de 120 L em pressão de 700 mmHg e temperatura de 20 ºC. Qual será a pressão quando o volume for apenas de 30 L, mantendo-se a temperatura constante?
questão 3 (PUC-RJ) A cada 10 m de profundidade a pressão sobre um mergulhador aumenta 1 atm com relação à pressão atmosférica. Sabendo-se disso, qual seria o volume de 1 L de ar (comportando-se como um gás ideal) inspirado pelo mergulhador ao nível do mar, quando ele estivesse a 30 m de profundidade?
questão 4 (PUC-PR) Qual o volume ocupado, a 2 atm de pressão, por certa massa de gás ideal que sofre transformações isotérmicas conforme o gráfico?  a) 42 cm3 b) 14 cm3 c) 21 cm3 d) 126 cm3 e) impossível calcular, pois faltam dados. respostas Questão 1 Alternativa “a”. * Primeiro precisamos passar todas as unidades de pressão para atm: 1 atm ---- 760 mm Hg P1 . V1 = P2 . V2 Voltar a questão Questão 2 Alternativa “a”. P1 . V1 = P2 . V2 Voltar a questão Questão 3 Alternativa “d”. P1 . V1 = P2 . V2 Voltar a questão Questão 4 Alternativa “d”. P1
. V1 = P2 . V2 Voltar a questão Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas As três transformações gasosas são: transformação isotérmica, isobárica e isocórica ou isovolumétrica.
Existem três grandezas que definem o comportamento ou o estado dos gases, que são a pressão, o volume e a temperatura. Elas são chamadas de variáveis de estado dos gases. Se pelo menos uma dessas grandezas passar por alguma alteração, dizemos então que o gás sofreu uma transformação gasosa ou uma mudança de estado. Para entender como essas variáveis de estado relacionam-se, os cientistas realizaram experimentos em sistemas fechados, ou seja, em que não há troca de massa com o meio ambiente, mas pode haver trocas de calor, e eles passaram a manter uma das variáveis de estado constantes enquanto variavam as duas outras e verificavam como a alteração de um influenciava na variação da outra. Desse modo, existem três transformações gasosas principais, que são descritas a seguir: 1. Transformação isotérmica: Nessa transformação a temperatura é mantida constante e há variação da pressão e do volume. Os cientistas que estudaram esse tipo de transformação de modo independente foram o físico e naturalista inglês Robert Boyle (1627-1691) e o físico francês Edme Mariotte (1620-1684).
Por isso, a lei que elucida o que acontece nas transformações isotérmicas é conhecida como Lei de Boyle-Mariotte e diz o seguinte: “Com a temperatura sendo mantida constante, a massa de determinado gás ocupa um volume inversamente proporcional à sua pressão.” Isso quer dizer que se aumentamos a pressão sobre um gás, o seu volume diminuirá e vice-versa. Por exemplo, se pegarmos uma seringa cheia de ar, fecharmos a extremidade com um dedo e depois empurrarmos o êmbolo, estaremos aumentando a pressão e observaremos que o volume ocupado pelo ar dentro da seringa irá diminuir. A fórmula matemática que expressa a transformação isotérmica é dada por: P.V = k, porque quando duas grandezas como essas são inversamente proporcionais, o seu produto é sempre uma constante. Por isso, temos também que: Pinicial . Vinicial = Pfinal . Vfinal. A representação das transformações isotérmicas em gráficos sempre resulta em uma curva, que é uma hipérbole chamada de isoterma:
2. Transformação isobárica: Nessa transformação a pressão é mantida constante e há variação da temperatura e do volume. Os cientistas que estudaram esse tipo de transformação de modo independente foram Jacques Charles (1746-1823), em 1787, e, depois, no ano de 1802, Joseph Gay-Lussac (1778-1850). Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)
Visto que eles também estudaram a próxima transformação gasosa que iremos mencionar, a lei que expressa o que ocorre na transformação isobárica é conhecida como Primeira Lei de Charles/Gay-Lussac. Essa lei diz o seguinte: “Com a pressão sendo mantida constante, a massa de determinado gás ocupa um volume diretamente proporcional à sua temperatura termodinâmica.” Isso quer dizer que se aumentarmos a temperatura de uma massa fixa de gás, o seu volume também irá aumentar e vice-versa. Isso pode ser representado matematicamente por: V = k E também por: Vinicial =
Vfinal A representação gráfica das transformações isobáricas sempre resulta em retas, como mostrado abaixo:
3. Transformação isocórica ou isovolumétrica: Nessa transformação o volume é mantido constante e há variação da temperatura e da pressão. A Segunda Lei de Charles/Gay-Lussac, que é sobre as transformações isocóricas, diz: “Com o volume sendo mantido constante, a massa de determinado gás exerce uma pressão diretamente proporcional à sua temperatura termodinâmica.” Isso quer dizer que se aumentamos a temperatura de uma massa fixa de gás, a sua pressão também aumentará e vice-versa. Isso pode ser representado matematicamente por: P
= k ou Pinicial = Vfinal Assim como ocorre nas transformações isobáricas, a representação gráfica das transformações isocóricas, em que temos a relação Pressão x Temperatura, dará como resultado também uma reta:
Observação: Nas transformações gasosas, a temperatura sempre deve ser considerada na escala absoluta (temperatura medida em kelvin).
Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça Em que a pressão e constante e variam somente o volume e a temperatura?Uma transformação isobárica ocorre quando o gás está com uma pressão constante. Por exemplo, se for feito em um ambiente aberto, a transformação será isobárica, pois a pressão será a pressão atmosférica que não mudará. Nesse caso, a temperatura e o volume é que variam.
Como a pressão varia com a temperatura a quantidade de matéria e o volume?A lei dos gases afirma que a pressão exercida por um gás é proporcional a sua densidade e temperatura absoluta. Assim, um acréscimo na temperatura ou na densidade causa um aumento na pressão, se a outra variável (densidade ou temperatura) permanece constante.
Qual e a relação entre pressão volume e temperatura?Em uma transformação isotérmica, pressão e volume são inversamente proporcionais e em uma transformação isométrica, pressão e temperatura são diretamente proporcionais. Dessas observações, podemos concluir que a pressão é diretamente proporcional à temperatura e inversamente proporcional ao volume.
E aquela na qual entre dois estados variam a pressão e o volume com a temperatura permanecendo constante?Gases Perfeitos. É aquela na qual, entre dois estados, variam a pressão e o volume, com a temperatura permanecendo constante. Essa conclusão é conhecida como lei de Boyle.
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Em que a pressão e constante e varia somente o volume e a temperatura?
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