Equação de Clapeyron
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O que você vai aprender
PV = nRT
A equação de Clapeyron (ou equação dos gases ideais) relaciona as quatro variáveis de estado de um gás: pressão (P), volume (V), quantidade de matéria (n) e temperatura absoluta (T). A constante R é a constante universal dos gases (8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹ ou 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹). A equação descreve o comportamento de um gás ideal em qualquer estado.
Cada Letra da Equação
P é a pressão absoluta (em atm ou Pa), V é o volume (em L ou m³), n é o número de mols do gás, R é a constante universal dos gases e T é a temperatura absoluta em Kelvin (T = θ°C + 273). É fundamental usar unidades coerentes: se R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹, então P deve estar em atm, V em litros e T em Kelvin.
Hipóteses do Modelo
O modelo do gás ideal assume que as moléculas não interagem entre si (sem forças intermoleculares), que o volume das próprias moléculas é desprezível em relação ao volume do recipiente e que as colisões são perfeitamente elásticas. Gases reais se aproximam do comportamento ideal em baixas pressões e altas temperaturas.
Como Usar a Equação
Para aplicar PV = nRT, isola-se a variável desejada. Por exemplo, para calcular o volume de um gás: V = nRT/P. Quando se comparam dois estados de um mesmo gás (massa constante), pode-se usar a forma P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂, que é a equação de Clapeyron na forma combinada — útil quando n é mantido constante.
Videoaula
Fixação
Teste seus conhecimentos — 4 perguntas.
Na equação PV = nRT, o que representa a letra T?
Um gás ideal ocupa 2 L a 300 K e 1 atm. Se a temperatura for elevada para 600 K mantendo a pressão constante, qual será o novo volume?
Qual das hipóteses abaixo NÃO faz parte do modelo do gás ideal?
Se R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹, quais unidades devem ser usadas para P e V ao aplicar PV = nRT com esse valor de R?