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A lei do gás combinado

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A lei de gás combinada combina as três leis de gás: Lei de Boyle, Lei de Charles e Lei de Gay-Lussac. Ele afirma que a proporção do produto de pressão e volume e a temperatura absoluta de um gás é igual a uma constante. Quando a lei de Avogadro é adicionada à lei combinada de gás, resulta a lei ideal de gás. Ao contrário das leis de gás nomeadas, a lei de gás combinada não possui um descobridor oficial. É simplesmente uma combinação das outras leis dos gases que funcionam quando tudo, exceto temperatura, pressão e volume, é mantido constante.

Existem algumas equações comuns para escrever a lei dos gases combinados. A lei clássica relaciona a lei de Boyle e a lei de Charles a declarar:

PV / T = k

onde P = pressão, V = volume, T = temperatura absoluta (Kelvin) ek = constante.

A constante k é uma constante verdadeira se o número de moles do gás não mudar. Caso contrário, isso varia.

Outra fórmula comum para a lei dos gases combinados relaciona as condições "antes e depois" de um gás:

P1V1 / T1 = P2V2 / T2

Exemplo

Encontre o volume de um gás em STP quando forem coletados 2,00 litros a 745,0 mm Hg e 25,0 graus Celsius.

Para resolver o problema, primeiro você precisa identificar qual fórmula usar. Nesse caso, a pergunta é feita sobre as condições no STP, para que você saiba que está lidando com um problema "antes e depois". Em seguida, você precisa entender o STP. Se você ainda não memorizou isso (e provavelmente deveria, já que parece muito), STP se refere a "temperatura e pressão padrão", que são 273 Kelvin e 760,0 mm Hg.

Como a lei funciona usando temperatura absoluta, você precisa converter 25,0 graus Celsius na escala Kelvin. Isso lhe dá 298 Kelvin.

Nesse ponto, você pode conectar os valores à fórmula e resolver o desconhecido. Um erro comum que algumas pessoas cometem quando são novas nesse tipo de problema é confundir quais números combinam. É uma boa prática identificar as variáveis. Nesse problema, eles são:

P1 = 745,0 mm Hg
V1 = 2,00 L
T1 = 298 K
P2 = 760,0 mm Hg
V2 = x (o desconhecido para o qual você está resolvendo)
T2 = 273 K

Em seguida, pegue a fórmula e configure-a para resolver o "x" desconhecido, que neste problema é V2:

P1V1 / T1 = P2V2 / T2

Multiplique cruzadamente para limpar as frações:

P1V1T2 = P2V2T1

Divida para isolar V2:

V2 = (P1V1T2) / (P2T1)

Conecte os números e resolva a V2:

V2 = (745,0 mm Hg · 2,00 L · 273 K) / (760 mm Hg · 298 K)
V2 = 1,796 L

Relate o resultado usando o número correto de figuras significativas:

V2 = 1,80 L

Aplicações

A lei dos gases combinados tem aplicações práticas ao lidar com gases em temperaturas e pressões comuns. Como outras leis de gás baseadas no comportamento ideal, ela se torna menos precisa em altas temperaturas e pressões. A lei é usada em termodinâmica e mecânica de fluidos. Por exemplo, ele pode ser usado para calcular pressão, volume ou temperatura do gás nas nuvens para prever o tempo.


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