Considere os seguintes fenômenos envolvendo sistemas gasosos. Para cada caso, enuncie a principal lei empírica associada ao fenômeno observado.
iii) Quando estamos enchendo um balão, o volume dele aumenta a cada sopro de ar que damos no seu interior:
iii) Quando estamos enchendo um balão, o volume dele aumenta a cada sopro de ar que damos no seu interior:
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre enchermos um balão e o volume dele aumentando a cada sopro. Isso está relacionado com as leis dos gases, mais especificamente com as leis empíricas que descrevem como o volume de um gás muda em relação a outras variáveis. Para resolver isso, vamos precisar entender qual dessas leis melhor explica o aumento do volume quando adicionamos mais ar ao balão.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que as leis dos gases descrevem como pressão §, volume (V) e temperatura (T) de um gás estão relacionadas. No caso de encher um balão, geralmente consideramos que a temperatura permanece constante e a pressão dentro do balão também se mantém aproximadamente constante enquanto ele se expande.
Passo 3
Quando mantemos a pressão constante e adicionamos mais gás, o volume do balão aumenta proporcionalmente à quantidade de gás que estamos adicionando. Isso está diretamente relacionado à Lei de Boyle, que estabelece que, para um gás a temperatura constante, o volume é inversamente proporcional à pressão (PV = constante). Mas como estamos mantendo a pressão constante, na verdade, o que estamos observando aqui é mais a relação direta entre volume e quantidade de gás, que é melhor descrita pela Lei de Charles ou pela Lei dos Gases Ideais.
Passo 4
A Lei de Charles diz que, para uma quantidade fixa de gás a pressão constante, o volume do gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta (V/T = constante). Porém, como a temperatura está constante, essa lei nos mostra que qualquer mudança no volume deve estar relacionada à mudança na quantidade de gás.
Passo 5
Portanto, a principal lei que explica o aumento do volume do balão conforme adicionamos mais ar, mantendo a pressão constante, é a Lei dos Gases Ideais. Essa lei combina as relações de Boyle e Charles e é expressa pela equação:
Onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é a quantidade de gás (em mols), -
é a constante dos gases, -
é a temperatura absoluta.
Resposta
A principal lei empírica associada ao aumento do volume do balão ao adicionarmos mais ar é a Lei dos Gases Ideais, descrita pela equação
.