Conteúdo: Transformações gasosas.
Transformação isotérmica
Em 1660, o físico inglês Robert Boyle realizou uma série de experiências submetendo uma mesma massa de um gás, mantida à temperatura constante, a diversos valores de pressão. Analisando os resultados, Boyle observou que ao dobrar, triplicar, quadruplicar a pressão, o volume ocupado pelo gás se reduzia à metade, à terça parte, à quarta parte, e assim por diante. Ou seja, Boyle descobriu experimentalmente que as variáveis de estado, pressão e volume de um gás eram inversamente proporcionais:
Dessa forma, podemos enunciar a lei de Boyle:
Mantendo-se constante a temperatura de certa massa de gás, o volume e a pressão desse gás são inversamente proporcionais.
Graficamente, a transformação isotérmica é representada por uma curva chamada isoterma.
p.V = constante
Assim, para um mesmo gás, mantida a temperatura constante, mas, variando seu volume, sua pressão também se modifica, ou seja, o gás passou de um estado para outro. Genericamente, podemos escrever:
p1. V1 = p2 . V2 = p3 . V3 = … = pn . Vn = constante
Transformação isobárica
À pressão constante, o volume ocupado por uma determinada massa de gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta.
Graficamente, a transformação isobárica é representada da seguinte forma:
Matematicamente, a relação entre volume e temperatura pode ser expressa por:
V = constante
T
Assim, quando um gás sofre sucessivas transformações isobáricas, em que é levado do estado 1 para o estado 2, depois para o estado 3, e assim sucessivamente, podemos escrever:
V1 = V2 = V3 = … = Vn constante
T1 T2 T3 Tn
Transformaçãoisométrica ou isovolumétrica
Em 1787, o físico francês Jacques Alexandre Cesar Charles forneceu calor a uma determinada massa gasosa mantida a volume constante e pôde verificar que a pressão exercida pelo gás variava linearmente com a temperatura. A lei de Charles pode ser expressa assim:
Para uma determinada massa de gás, mantida a volume constante, a pressão exercida é diretamente proporcional à temperatura absoluta.
Graficamente, a transformação isométrica é representada da seguinte forma:
Matematicamente, representamos uma transformação isométrica de um gás do estado 1 para o estado 2, e assim sucessivamente, da seguinte forma:
p1 = p2 = p3 = … = pn constante
T1 T2 T3 Tn
Em resumo, sabendo que as variáveis de estado de um gás é temperatura, pressão e volume, então, podemos concluir que:
- Transformação isotérmica (iso = igual; térmica = temperatura) → mesma temperatura, variam pressão e volume;
Transformação isobárica (iso = igual; bárica = pressão) → mesma pressão, variam temperatura e volume;
Transformação isométrica (iso = igual; métrica = volume) → mesmo volume, variam temperatura e pressão.
Assista à videoaula abaixo: