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    Como uma diminuição na temperatura afeta a pressão de um gás contido?

    Ao contrário de moléculas em um líquido ou sólido, aquelas em um gás podem se mover livremente no espaço em que você as confina. Eles voam, colidindo ocasionalmente uns com os outros e com as paredes do contêiner. A pressão coletiva que eles exercem nas paredes do container depende da quantidade de energia que eles têm. Eles extraem energia do calor em seus arredores, então se a temperatura subir, a pressão também aumenta. Na verdade, as duas quantidades são relacionadas pela lei dos gases ideais.

    TL; DR (muito longo; não lidos)

    Em um recipiente rígido, a pressão exercida por um gás varia diretamente com a temperatura. Se o recipiente não for rígido, tanto o volume quanto a pressão variam com a temperatura, de acordo com a lei dos gases ideais.

    A lei dos gases ideais

    Derivado por um período de anos através do trabalho experimental de um número de indivíduos, a lei dos gases ideais segue a lei de Boyle e a lei de Charles e Gay-Lussac. O primeiro afirma que, a uma dada temperatura (T), a pressão (P) de um gás multiplicada pelo volume (V) que ocupa é uma constante. Este último nos diz que quando a massa do gás (n) é mantida constante, o volume é diretamente proporcional à temperatura. Em sua forma final, a lei dos gases ideais afirma:

    PV = nRT, onde R é uma constante chamada constante de gás ideal.

    Se você mantiver a massa do gás e o volume de o contêiner constante, esse relacionamento indica que a pressão varia diretamente com a temperatura. Se você fosse representar graficamente vários valores de temperatura e pressão, o gráfico seria uma linha reta com uma inclinação positiva.

    E se um gás não é ideal?

    Um gás ideal é um em que as partículas são consideradas elásticas e não se atraem ou se repelem. Além disso, presume-se que as próprias partículas de gás não têm volume. Embora nenhum gás real preencha essas condições, muitos chegam perto o suficiente para possibilitar a aplicação desse relacionamento. No entanto, você deve considerar fatores do mundo real quando a pressão ou a massa do gás se torna muito alta, ou o volume e a temperatura ficam muito baixos. Para a maioria das aplicações à temperatura ambiente, a lei dos gases ideais fornece uma aproximação suficientemente boa do comportamento da maioria dos gases.

    Como a pressão varia com a temperatura

    Contanto que o volume e a massa do gás são constantes, a relação entre pressão e temperatura torna-se P = KT, onde K é uma constante derivada do volume, número de mols de gás e a constante de gás ideal. Se você colocar um gás que preenche as condições ideais de gás em um recipiente com paredes rígidas para que o volume não possa ser alterado, sele o recipiente e meça a pressão nas paredes do contêiner, você verá que ele diminui à medida que diminui a temperatura. Como essa relação é linear, você só precisa de duas leituras de temperatura e pressão para desenhar uma linha a partir da qual é possível extrapolar a pressão do gás a qualquer temperatura.

    Essa relação linear se desfaz em temperaturas muito baixas quando a elasticidade imperfeita das moléculas de gás torna-se importante o suficiente para afetar os resultados, mas a pressão ainda diminuirá à medida que você abaixa a temperatura. A relação também será não-linear se as moléculas de gás forem grandes o suficiente para impedir a classificação do gás como ideal.

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