Por que a pressão de um gás aumenta quando o volume é diminuído (a temperatura constante)?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pergunta por que a pressão de um gás aumenta quando diminuímos o volume, mantendo a temperatura constante. Isso está ligado ao conteúdo das Leis dos Gases, especificamente à Lei de Boyle. Pra resolver, vamos precisar entender como a pressão, o volume e a temperatura estão relacionados nesse contexto.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da Lei de Boyle, que diz que, para uma quantidade de gás mantida a temperatura constante, o volume $ V $ e a pressão $ P $ são inversamente proporcionais. A equação dessa lei é:
V
Isso significa que se o volume diminui, a pressão deve aumentar para manter o produto $ P \times V $ igual.

Passo 3

Agora, vamos pensar no que acontece com as partículas do gás dentro de um recipiente. Se você diminui o volume do recipiente, as partículas ficam mais próximas umas das outras. Com menos espaço para se mover, elas colidem mais frequentemente com as paredes do recipiente.

Passo 4

Essas colisões mais frequentes aumentam a força exercida pelas partículas nas paredes do recipiente por unidade de área, que é justamente o que chamamos de pressão. Portanto, quanto menor o volume, maior a frequência e a força das colisões, aumentando assim a pressão.

Passo 5

Além disso, como a temperatura está constante, a energia das partículas também se mantém igual. Então, a única maneira de equilibrar a equação $ P \times V = constante $ quando $ V $ diminui é aumentando $ P $.

Resposta

Então, a pressão de um gás aumenta quando o volume é diminuído a temperatura constante porque, ao reduzir o espaço, as partículas colidem mais frequentemente com as paredes do recipiente, aumentando a força por área, ou seja, a pressão.

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