Mas como se chegou a essa equação? Essa é a equação de estado dos gases perfeitos proposta por Clapeyron. O químico italiano Amedeo Avogadro (1776-1856) comprovou que volumes iguais de quaisquer gases, que estão nas mesmas condições de temperatura e pressão, apresentam o mesmo número de moléculas.
(UFMT) Termodinamicamente, o gás ideal é definido como o gás cujas variáveis de estado se relacionam pela equação PV = nRT, em que P é a pressão, V é o volume, T é a temperatura na escala Kelvin, R é a constante universal dos gases e vale R = 0,082 atm.
A equação de Clapeyron é uma expressão matemática que relaciona grandezas como pressão (P), volume (V), temperatura (T) e o número de partículas (n) que compõem um gás perfeito ou ideal.
Resposta: A equação de Clapeyron é derivada de três leis empíricas, isto é, leis que foram determinadas a partir de experimentos. Tais leis explicam o comportamento dos gases em transformações gasosas isovolumétricas (lei de Gay-Lussac), isobáricas (lei de Charles) e isotérmicas (lei de Boyle).
No gráfico temperatura x volume (T x V) verificamos a equação pela reta: Já no gráfico volume x pressão (V x p), observamos que enquanto o volume aumenta do estado 1 para o estado 2, a pressão permanece a mesma. Se neste tipo de transformação gasosa há um aumento do volume, dizemos que houve uma expansão isobárica.
Lei geral dos gases perfeitos
| Pressão (P) | Volume (V) | Constante (R) |
|---|---|---|
| Atm | L | 0,0820 atm.L.K-1.mol-1 |
| Pa | m³ | 8,314 Pa.m3.K-1.mol-1 |
| mmHg | L | 62,364 mmHg.L.K-1.mol-1 |
A lei de Boyle-Mariotte afirma que à temperatura constante para uma quantidade fixa de massa, a pressão absoluta e o volume de um gás são inversamente proporcionais. A lei também pode ser definida de uma maneira um pouco diferente: que o produto entre volume e pressão é sempre constante.
Através das três Transformações gasosas (isotérmica, isobárica, isovolumétrica) representadas respectivamente pelas equações: PV = K, V/T = K, P/T = K é que se chegou à Equação geral dos gases: ... Sendo assim, é possível conhecer o volume, a temperatura e pressão de um gás se nos basearmos nessa equação.
A constante universal dos gases perfeitos é uma constante física que relaciona a quantidade de um gás (medida em número de moléculas) com a pressão e a temperatura....Constante universal dos gases perfeitos.
| Valor de R | Unidades |
|---|---|
| 8,314462 | cm3 · MPa · K−1 · mol−1 |
| 8,314462 | L · kPa · K−1 · mol−1 |
| 8,314462 | m3 · Pa · K−1 · mol−1 |
| 62,3637 | L · mmHg · K−1 · mol−1 |
A temperatura absoluta (T), a pressão (p) e o volume (V) são as denominadas variáveis de estado de um gás ideal. Qualquer equação que englobe as três variáveis constitui uma equação de estado do gás.
A quantidade pequena de moléculas faz com que o volume próprio delas seja desprezível quando comparado com o volume total ocupado pelo gás. A temperatura absoluta (T), a pressão (p) e o volume (V) são as denominadas variáveis de estado de um gás ideal.
"Equação geral dos gases"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-geral-dos-gases.htm. Acesso em 03 de fevereiro de 2021. If playback doesn't begin shortly, try restarting your device. Mediu-se a temperatura de 20 L de gás hidrogênio (H 2) e o valor encontrado foi de mmHg.
O cientista parisiense Benoit Paul Emile Clapeyron (1799-1864) relacionou essa equação com as três variáveis de estado dos gases, para uma quantidade de matéria igual a n, ou seja, para um número qualquer de mol, o que de forma completa descreve o comportamento geral dos gases. Desse modo, ele criou a seguinte equação:
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