Lei dos Gases Ideais

A Lei dos Gases Ideais descreve o comportamento de um gás ideal, ou seja, um gás que segue perfeitamente certas condições físicas. Essa lei é importante porque ajuda a entender fenômenos naturais, processos industriais e aparece com frequência em questões do ENEM.

O que é um gás ideal?

Um gás ideal é um modelo teórico que simplifica o comportamento dos gases. Ele possui as seguintes características:

As partículas estão em movimento constante e desordenado.
Não há forças de atração ou repulsão entre as partículas.
As colisões entre as partículas são perfeitamente elásticas (não há perda de energia).
O volume das partículas é desprezível comparado ao volume do recipiente.

Na prática, os gases reais se comportam de forma parecida com os ideais em condições de baixa pressão e alta temperatura.

Equação dos Gases Ideais

A equação que representa a Lei dos Gases Ideais é:

PV = nRT

Onde:

P = pressão (em atm)
V = volume (em litros)
n = número de mols do gás
R = constante universal dos gases (0,082 atm·L/mol·K)
T = temperatura (em Kelvin)

Importante: Para usar essa equação, a temperatura deve estar em Kelvin. Para converter de Celsius para Kelvin, use:

T(K) = T(°C) + 273

Leis que originam a equação geral dos gases

1. Lei de Boyle (P × V = constante)

Com temperatura constante, a pressão e o volume são inversamente proporcionais. Ou seja, se a pressão aumenta, o volume diminui, e vice-versa.

Exemplo: Se comprimimos uma seringa (diminui o volume), a pressão interna aumenta.

2. Lei de Charles (V / T = constante)

Com pressão constante, o volume e a temperatura são diretamente proporcionais. Se a temperatura aumenta, o volume também aumenta.

Exemplo: Um balão expande quando é aquecido.

3. Lei de Gay-Lussac (P / T = constante)

Com volume constante, a pressão e a temperatura também são diretamente proporcionais.

Exemplo: Um recipiente fechado com gás pode explodir se for aquecido, pois a pressão interna aumenta.

Equação geral dos gases

Quando há mudança de estado entre duas situações (como variação de volume, pressão ou temperatura), usamos a equação geral dos gases:

P₁V₁ / T₁ = P₂V₂ / T₂

Essa fórmula compara duas situações do mesmo gás, permitindo calcular o que mudou em uma transformação gasosa.

Condições normais (CNTP)

Para facilitar os cálculos, adotamos as Condições Normais de Temperatura e Pressão:

Temperatura = 0 °C = 273 K
Pressão = 1 atm
Nessas condições, 1 mol de gás ideal ocupa 22,4 L

Exemplo de aplicação

Exemplo: Um gás ocupa 10 L sob pressão de 2 atm a 300 K. Qual será seu volume a 1 atm e 300 K?

Aplicamos: P₁V₁ / T₁ = P₂V₂ / T₂

2 × 10 / 300 = 1 × V₂ / 300 → V₂ = 20 L

Ou seja, se a pressão cair pela metade e a temperatura for constante, o volume dobra.

Dicas para o ENEM

Sempre use temperatura em Kelvin.
Preste atenção nas unidades: volume em litros, pressão em atm.
Se a questão envolver “mol”, lembre-se da constante R.
Identifique quais variáveis mudam para escolher a fórmula certa.

Resumo

A Lei dos Gases Ideais mostra como os gases se comportam quando mudamos pressão, volume ou temperatura. A equação PV = nRT reúne essas variáveis e ajuda a entender fenômenos físicos do cotidiano. Além disso, as leis de Boyle, Charles e Gay-Lussac explicam separadamente essas relações. No ENEM, esse conteúdo pode aparecer em situações reais, como funcionamento de motores, balões, seringas, entre outros. Estude com atenção, resolva exercícios e treine conversão de unidades para mandar bem na prova!