A relação entre a temperatura e o volume de um gás é descrita pela lei de
Charles . Esta lei afirma que:
a pressão constante, o volume de uma dada massa de um gás ideal é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. Aqui está o que isso significa em termos mais simples:
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proporcionalidade direta: Quando a temperatura de um gás aumenta, seu volume aumenta proporcionalmente. Da mesma forma, quando a temperatura diminui, o volume diminui proporcionalmente.
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Temperatura absoluta: Estamos falando de temperatura medida em Kelvin (K). Kelvin começa em Zero absoluto, o ponto em que todo o movimento molecular para. Para converter de Celsius (° C) para Kelvin (K), use a fórmula:k =° C + 273.15
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pressão constante: Esta lei só se aplica se a pressão do gás permanecer constante.
como funciona: Imagine um balão cheio de ar. As moléculas de ar no interior estão constantemente se movendo e colidindo com as paredes do balão, criando pressão. Ao aquecer o balão, as moléculas de ar se movem mais rápido. Eles colidem com as paredes do balão com mais frequência e com maior força. Essa força aumentada expande o balão, aumentando seu volume.
Representação matemática: A lei de Charles pode ser expressa matematicamente como:
V₁/t₁ =v₂/t₂
Onde:
* V₁ é o volume inicial
* T₁ é a temperatura inicial em Kelvin
* V₂ é o volume final
* T₂ é a temperatura final em Kelvin
Exemplo: Digamos que você tenha um balão com um volume de 1 litro a uma temperatura de 20 ° C (293,15 K). Você aquece o balão a 40 ° C (313,15 K). Qual é o novo volume?
Usando a lei de Charles:
1 L / 293.15 K =V₂ / 313.15 K
Resolvendo para V₂, obtemos:
V₂ ≈ 1,07 l
Portanto, o volume do balão aumenta para aproximadamente 1,07 litros quando a temperatura aumenta de 20 ° C a 40 ° C.
Nota importante: A lei de Charles é uma lei ideal de gás e se aplica aos gases ideais. Os gases reais podem se desviar desse comportamento a pressões muito altas ou baixas temperaturas.
