Um recipiente selado com gás altera a pressão quando aquecido. Razões Celsius não podem prever a mudança de pressão porque o modelo do gás usa temperatura absoluta.
Construa o modelo
Num modelo gasoso, as partículas movem-se aleatoriamente e a pressão resulta da transferência de momento nas paredes.
A equação do gás ideal relaciona pressão, volume, quantidade e temperatura absoluta.
temperatura absoluta: Temperatura na escala kelvin.
Gás ideal: Um modelo gasoso com premissas simplificadoras especificadas.
A temperatura constante mantêm pV constante: 300 × 20 = 100 × 60 = 6,000
Escolha evidências que possam testá-lo
Com quantidade e volume fixos, a pressão é proporcional à temperatura em kelvin.
Com temperatura e quantidade fixas, a pressão é inversamente proporcional ao volume.
Indique quais grandezas são fixas antes de escolher uma relação.
No laboratório: Use equipamentos aprovados com faixa de temperatura e limite de pressão definidos pelo professor. Permita o equilíbrio térmico e registre a pressão contra a temperatura em kelvin. Nunca aqueça um vaso selado improvisado.
Trabalhe a partir de quantidades conhecidas
Conhecido: pressão é 100 kPa em 300 K, com volume e quantidade fixos.
Em 330 K, p2/p1=T2/T1. p2=p1 T2/T1=100×330/300=110 kPa.
Um aumento de 30 °C equivale a uma variação de 30 K, mas a razão de temperaturas deve usar kelvin.
Sua vez: A volume fixo, a pressão é 120 kPa em 300 K. Encontre a pressão em 350 K.
Verifique a conclusão e seus limites
Um gás ideal é um modelo com condições de validade.
Zero Celsius não é zero movimento molecular, e a energia interna não é determinada apenas pela pressão.
Falso: A razão de pressões de um gás não pode usar temperaturas em Celsius. Razões de temperaturas só têm sentido a partir do zero absoluto. De 300 K a 350 K, a razão é 350/300; as mesmas temperaturas em Celsius, 27 e 77, dão 77/27 — uma resposta diferente e errada.
Chave:
Num modelo gasoso, as partículas movem-se aleatoriamente e a pressão resulta da transferência de momento nas paredes.
Com quantidade e volume fixos, a pressão é proporcional à temperatura em kelvin.
Atenção: um gás ideal é um modelo com condições de validade.
Escreva a partir de uma pressão de 135 kPa
A volume constante, a pressão é de 90 kPa a 200 K.
Encontre a pressão em 300 K. A razão deve usar kelvin.
Escreva a partir de uma armadilha de celsius
Um gás a 27 °C é aquecido para 127 °C a volume constante.
A temperatura em Kelvin passa de 300 K para 400 K, então a pressão aumenta em 400 ÷ 300 ≈ 1.33 — tratar 27 → 127 como a razão é o erro clássico.
Escreva a partir da leitura do zero absoluto
A linha de pressão de um gás a volume constante é extrapolada para baixo.
Ela atinge pressão zero em −273 °C = 0 K — a escala kelvin é DEFINIDA por esse intercepto, não encontrada por termômetro.
Escreva a partir de um volume reduzido pela metade
O volume de um gás é reduzido pela metade a temperatura constante.
As moléculas colidem com as paredes duas vezes mais frequentemente, então a pressão dobra — lei de Boyle contando colisões, pV constante.
Escreva a partir de uma temperatura kelvin dobrada
Um gás a volume constante a 150 K é aquecido para 300 K.
A pressão dobra — P/T é constante, e dobrar kelvin É dobrar a pressão a volume constante.
Explorar
Gas pressure uses kelvin temperature
$\frac{p_2}{p_1}=\frac{T_2}{T_1}\frac{V_1}{V_2}$
For a fixed amount of ideal gas, pressure rises with kelvin temperature and falls as volume increases.
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