Se você prender uma amostra de ar e medir sua volume em diferente pressões (constante temperatura), você pode determinar uma relação entre volume e pressão. Se você fizer esse experimento, verá que, à medida que a pressão de uma amostra de gás aumenta, seu volume diminui. Em outras palavras, o volume de uma amostra de gás em temperatura constante é inversamente proporcional à sua pressão. O produto da pressão multiplicada pelo volume é uma constante:
PV = k ou V = k / P ou P = k / V
onde P é pressão, V é volume, k é uma constante e a temperatura e a quantidade de gás são mantidas constantes. Esse relacionamento é chamado Lei de Boyle, depois de Robert Boyle, que descobriu em 1660.
Principais tópicos: problemas de química da lei de Boyle
- Simplificando, Boyle afirma que, para um gás a temperatura constante, a pressão multiplicada pelo volume é um valor constante. A equação para isso é PV = k, onde k é uma constante.
- A uma temperatura constante, se você aumentar a pressão de um gás, seu volume diminui. Se você aumentar o volume, a pressão diminui.
- O volume de um gás é inversamente proporcional à sua pressão.
- A lei de Boyle é uma forma da Lei do Gás Ideal. Em temperaturas e pressões normais, funciona bem para gases reais. No entanto, em alta temperatura ou pressão, não é uma aproximação válida.
Problema de exemplo resolvido
As seções no Propriedades Gerais de Gases e Problemas ideais da lei do gás também pode ser útil ao tentar trabalhar Problemas da lei de Boyle.
Problema
Uma amostra de gás hélio a 25 ° C é comprimida a partir de 200 cm3 a 0,240 cm3. Sua pressão é agora 3,00 cm Hg. Qual foi a pressão original do hélio?
Solução
É sempre uma boa idéia anotar os valores de todas as variáveis conhecidas, indicando se os valores são para estados iniciais ou finais. Lei de Boyle problemas são essencialmente casos especiais da Lei do Gás Ideal:
Inicial: P1 =?; V1 = 200 cm3; n1 = n; T1 = T
Final: P2 = 3,00 cm Hg; V2 = 0,240 cm3; n2 = n; T2 = T
P1V1 = nRT (Lei do gás ideal)
P2V2 = nRT
então P1V1 = P2V2
P1 = P2V2/ V1
P1 = 3,00 cm Hg x 0,240 cm3/ 200 cm3
P1 = 3,60 x 10-3 cm Hg
Você notou que as unidades de pressão estão em cm Hg? Você pode converter isso em uma unidade mais comum, como milímetros de mercúrio, atmosferas ou pascal.
3,60 x 10-3 Hg x 10mm / 1 cm = 3,60 x 10-2 mm Hg
3,60 x 10-3 Hg x 1 atm / 76,0 cm Hg = 4,74 x 10-5 atm
Fonte
- Levine, Ira N. (1978). Química Física. Universidade do Brooklyn: McGraw-Hill.