Uma relação entre p, V e T para a mesma quantidade matéria de gases ideais em duas condições é:
. Deduza essa expressão a partir da lei dos gases ideais,
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa derivar a relação
partindo da lei dos gases ideais, que é
. Isso faz parte da matéria de Termodinâmica, especificamente sobre o comportamento dos gases ideais. Para resolver, vamos precisar entender o que cada variável representa e como a lei dos gases ideais funciona.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que cada símbolo na fórmula da lei dos gases ideais significa:
-
é a pressão do gás, -
é o volume que o gás ocupa, -
é a quantidade de matéria, ou seja, o número de mols do gás, -
é a constante dos gases ideais, -
é a temperatura absoluta do gás.
Essa lei nos diz que o produto da pressão pelo volume de um gás ideal é igual ao produto do número de mols, da constante
e da temperatura.
Passo 3
Agora, como o enunciado fala de duas condições diferentes para a mesma quantidade de matéria, isso significa que o número de mols
e a constante
permanecem constantes nas duas situações. Vamos chamar a primeira condição de índice 1 e a segunda de índice 2. Então, podemos escrever a lei dos gases ideais para cada condição:
Para a condição 1:
Para a condição 2:
Passo 4
Agora, como
e
são os mesmos nas duas condições, podemos relacionar as duas equações. Uma maneira fácil de fazer isso é dividir a primeira equação pela segunda. Vamos fazer isso:
Passo 5
Observando a equação acima, vemos que
aparece tanto no numerador quanto no denominador de ambos os lados da igualdade. Isso significa que podemos simplificar a equação cancelando esses termos:
Resposta
A relação entre as duas condições para a mesma quantidade de gás ideal é: