Lembra daquele exemplo do vidro lacrado cheio de ar sendo aquecido? Bem, quando esquentamos um gás, ele sofre uma transformação. Neste caso, aumentamos sua temperatura e mantivemos o volume constante, o que resultou em um aumento de pressão. São justamente estas transformações que os gases sofrem que estudaremos agora! Irado, não é?
Antes de começarmos, precisamos lembrar de algumas coisas básicas. Já vimos que a Lei dos Gases Ideais envolve basicamente três variáveis muito importantes: a temperatura, a pressão e o volume. Lembra disso? Para facilitar nosso estudo, iremos dividir as transformações em três tipos distintos, em que cada uma dessas propriedades é constante. Começaremos analisando a transformação isotérmica, quando a temperatura é constante; em seguida, veremos a isovolumétrica, quando o volume é constante; e, por último, estudaremos a transformação isobárica, quando a pressão é constante. Preparado?
Isotérmica
Esse é o caso em que a temperatura fica constante! Se pensarmos em um mesmo gás ideal sofrendo transformação de um estado 1 para um estado 2, a temperatura dele não irá se alterar. Sendo assim, analisaremos qual é a relação entre o volume e a pressão desse gás nos dois estados. Matematicamente, essa relação pode ser deduzida da Lei dos Gases Ideais e é descrita pela seguinte equação:
Em outras palavras, podemos dizer que, se aumentarmos a pressão sobre o gás, o seu volume diminuirá, e vice-versa.
Outra informação muito importante nessa transformação é o gráfico! Sabendo que o produto pressão por volume é constante, este gráfico forma um tipo de hipérbole muito importante, chamada de isoterma. Se liga no gráfico abaixo, ele representa exatamente o que foi descrito!
Relembrando a Matemática! Duas grandezas são inversamente proporcionais quando o produto entre elas origina uma constante.
Isocórica ou Isovolumétrica
Esse é o caso em que o volume fica constante! Podemos continuar com o exemplo que vimos antes para entendermos essa transformação: vamos pensar naquele gás sofrendo uma transformação de um estado 1, em ele está à temperatura ambiente, para um estado 2, no qual ele está muito quente. Como o volume é constante, estamos interessados na relação entre a temperatura e a pressão. Assim, se conhecermos a pressão inicial, podemos utilizar uma relação proveniente da Lei dos Gases Ideias para encontrar a pressão após a transformação. Essa relação é dada por:
Em outras palavras, podemos dizer que, se aumentarmos a temperatura do gás, sua pressão também irá aumentar.
Pensando novamente em um gráfico pressão por volume, a representação dessa transformação será apenas uma linha vertical reta. Se liga no gráfico a seguir, ele representa exatamente isso!
Isobárica
Aqui a pressão é constante! Nesse último caso, analisaremos a relação entre o volume e a temperatura. Podemos pensar novamente em um gás ideal sofrendo uma transformação de um estado 1 para um estado 2. A relação entre as propriedades desse gás nos dois estados se mantém pela seguinte equação:
Em outras palavras, podemos dizer que, se aumentarmos a temperatura do sistema, o volume ocupado pelo gás também aumentará. Por outro lado, com a diminuição da temperatura, o gás ocupará um volume menor.
Pensando novamente em um gráfico pressão por volume, ao contrário do caso anterior, aqui a representação será apenas uma linha horizontal reta. Se liga nesse gráfico a seguir, ele representa exatamente isso!
