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A lei de Charles estabelece que o quociente entre o volume ($V$) e la temperatura absoluta ($T$) de um gás é constante, desde que a pressão e a quantidade de mols permaneçam inalteradas.

Isso implica que o volume ($V$) varia de forma proporcional a la temperatura absoluta ($T$).

>Modelo

ID:(1473, 0)

Conceito

A lei de Charles estabelece que o volume de um gás é diretamente proporcional à sua temperatura quando a pressão é mantida constante. Isso significa que, à medida que a temperatura de um gás aumenta, seu volume também aumenta, desde que a pressão permaneça a mesma. Inversamente, se a temperatura diminui, o volume também diminui. Essa relação é fundamental para entender o comportamento dos gases e é frequentemente observada ao aquecer ou resfriar um gás em um recipiente flexível, como um balão, onde a mudança de temperatura resulta em uma mudança notável de volume.

ID:(15255, 0)

Conceito

A geração de la pressão ($p$) ocorre quando as partículas de gás colidem com a superfície do recipiente de gás. Cada colisão transmite um momento igual ao dobro de la massa molar ($m$) vezes la velocidade média de uma partícula ($\bar{v}$). Além disso, é importante considerar o fluxo de partículas em direção à superfície, que depende de la concentração de partículas ($c_n$), mas também de la velocidade média de uma partícula ($\bar{v}$), com o qual se deslocam. Portanto,

$p \propto c_n v \cdot m v = c_n m v^2$

O fluxo de partículas e a transmissão do momento são representados no seguinte gráfico:

Dado que la massa molar ($m$) vezes la velocidade média de uma partícula ($\bar{v}$) ao quadrado é proporcional à energia, e esta à La temperatura absoluta ($T$),

$mv^2 \propto E \propto T$

e, dado que o número de partículas ($N$) é constante, la concentração de partículas ($c_n$) é inversamente proporcional a o volume ($V$):

$c_n \propto \displaystyle\frac{1}{V}$

Como la pressão ($p$) é constante, temos:

$p \propto \displaystyle\frac{T}{V}$

o que implica:

$V \propto T$

ID:(15689, 0)

Descrição

A temperatura corresponde à energia térmica (movimento) contida em um objeto.

Uma vez que a energia é sempre positiva, escalas de temperatura como Celsius e Fahrenheit, que podem assumir valores negativos, podem parecer não intuitivas. No entanto, a relação entre energia e temperatura leva à conclusão de que deve existir uma temperatura mínima, conhecida como temperatura zero absoluto, na qual a energia de um sistema de partículas é nula.

Além disso, em 1802, Gay-Lussac observou que nos gases existe uma relação proporcional entre o volume e a temperatura. Essa proporção implica que um gás atingiria um volume de zero a uma temperatura de -273,15 graus Celsius (de acordo com medições modernas), o que é conhecido como temperatura absoluta zero:

Isso implica na existência de tal escala, que foi denominada a escala de temperatura absoluta medida em graus Kelvin. Outras escalas, como as temperaturas $t$ em graus Celsius ou Fahrenheit, podem ser convertidas para :

Celsius:

$T = 273.15 + t$

Fahrenheit:

$T = 255.37 + \displaystyle\frac{5}{9} t$

ID:(111, 0)

Conceito

La diferença de temperatura em graus Celsius ($\Delta t$), combinado com la temperatura em graus Celsius no estado 1 ($t_1$) e la temperatura em graus Celsius no estado 2 ($t_2$), resulta em:

$\Delta t = t_2 - t_1$

Se expressarmos ambas as temperaturas em graus Kelvin, temos que la temperatura no estado 1 ($T_1$) é igual a:

$T_1 = t_1 + 273.15 , \text{K}$

e la temperatura no estado 2 ($T_2$) é igual a:

$T_2 = t_2 + 273.15 , \text{K}$

Portanto, a diferença de temperaturas em Kelvin, denominada la diferença de temperatura ($\Delta T$), é calculada como:

$\Delta T=T_2-T_1=t_2-t_1=\Delta t$

Isso implica:

O que significa que a diferença entre as temperaturas em graus Celsius e Kelvin permanece a mesma.

ID:(15694, 0)

Descrição

Em um gás, quando la pressão ($p$) e o número de partículas ($N$) são mantidos constantes, observa-se que o volume ($V$) e la temperatura absoluta ($T$) variam de forma proporcional. Quando o volume ($V$) diminui, la temperatura absoluta ($T$) também diminui, e vice-versa,

$V \propto T$

como mostrado no seguinte gráfico:

A lei de Charles [1] afirma que, com la pressão ($p$) e o número de partículas ($N$) constantes, o volume ($V$) e la temperatura absoluta ($T$) são diretamente proporcionais.

Isso pode ser expresso com la constante da lei de Charles ($C_c$) da seguinte forma:

[1] "Sur la dilatação dos gases e vapores" (Sobre a expansão dos gases e vapores), Jacques Charles, Academia Francesa de Ciências (1787)

ID:(9529, 0)

Descrição

Jacques Charles, nascido em 12 de novembro de 1746 e falecido em 7 de abril de 1823, foi um físico, inventor e aeronauta francês. Ele é conhecido principalmente por seu trabalho pioneiro no campo da aeronáutica e por suas descobertas relacionadas ao comportamento dos gases. Em 1783, realizou o primeiro voo tripulado em um balão cheio de hidrogênio, em parceria com o químico Nicolas-Louis Robert. Esse voo bem-sucedido marcou um marco importante na história da aviação. Charles também fez contribuições importantes para a compreensão das leis dos gases, incluindo a Lei de Charles, que descreve a relação entre o volume e a temperatura de um gás a pressão constante.

Nota: A Lei de Charles foi tornada pública por Joseph Louis Gay-Lussac, que a atribuiu a Jacques Charles, citando um artigo não publicado.

ID:(1656, 0)

Conceito

A lei de Charles estabelece que, com la pressão ($p$) constante, a proporção de o volume ($V$) com la temperatura absoluta ($T$) é igual a la constante da lei de Charles ($C_c$):

Isso significa que se um gás passa de um estado inicial (o volume no estado i ($V_i$) e la temperatura no estado inicial ($T_i$)) para um estado final (o volume no estado f ($V_f$) e la temperatura no estado final ($T_f$)), mantendo la pressão ($p$) constante, ele deve sempre obedecer à lei de Charles:

$\displaystyle\frac{V_i}{T_i} = C_c = \displaystyle\frac{V_f}{T_f}$

Portanto, temos:

ID:(15692, 0)

Conceito

Se em um processo isotérmico, no qual o conteúdo permanece constante, tivermos que la temperatura no estado inicial ($T_i$), la temperatura no estado final ($T_f$), o volume no estado i ($V_i$) e o volume no estado f ($V_f$) estão relacionados pela seguinte equação:

Então, podemos introduzir la densidade ($\rho$), que, juntamente com la massa ($M$) e o volume ($V$), satisfaz:

Isso nos leva a la densidade no estado i ($\rho_i$) e la densidade no estado f ($\rho_f$) como:

ID:(15693, 0)

Conceito

ID:(15314, 0)

Modelo

A lei de Charles estabelece que o quociente entre 5226 e 5177 de um gás é constante, desde que a pressão e a quantidade de mols permaneçam inalteradas. Isso implica que 5226 varia de forma proporcional a 5177.

Variáveis

$C_c$

C_c

Constante da lei de Charles

m^3/K

$\rho_f$

rho_f

Densidade no estado f

kg/m^3

$\rho_i$

rho_i

Densidade no estado i

kg/m^3

$M$

M

Massa

kg

$T_f$

T_f

Temperatura no estado final

K

$T_i$

T_i

Temperatura no estado inicial

K

$V_f$

V_f

Volume no estado f

m^3

$V_i$

V_i

Volume no estado i

m^3

Cálculos

• Método alternativo
• Método tradicional
• Estratégia
• 2D
• 3D

Equação

Equação

Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

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Símbolo

Equação

Resolvido

Traduzido

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Exemplos