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Lei de Boyle-Mariotte

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A lei de Boyle-Mariotte estabelece que o produto de la pressão ($p$) e o volume ($V$) de um gás se mantém constante quando a temperatura absoluta e a quantidade de matéria não variam.

Isso significa que la pressão ($p$) varia inversamente proporcional a o volume ($V$).

>Modelo

ID:(1472, 0)



Mecanismos

Iframe

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A lei de Boyle-Mariotte, também conhecida simplesmente como lei de Boyle, descreve a relação inversa entre a pressão e o volume de um gás a temperatura constante. Ela afirma que, para uma quantidade fixa de gás, quando a temperatura é mantida constante, a pressão do gás aumenta à medida que o volume diminui, e vice-versa. Isso significa que, se você comprimir um gás reduzindo seu volume, a pressão aumentará proporcionalmente, e se você expandir o volume, a pressão diminuirá proporcionalmente. Essa relação é fundamental para entender o comportamento dos gases e é expressa matematicamente pelo produto da pressão e do volume sendo uma constante para uma quantidade de gás dada a temperatura constante.

Código
Conceito

Mecanismos

ID:(15254, 0)



Variação de volume e pressão

Conceito

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La pressão ($p$) é gerada quando as partículas de gás colidem com a superfície do recipiente de gás. Como la temperatura absoluta ($T$) é constante, a energia das partículas não varia e os impactos delas com as superfícies do recipiente de gás não variarão no impulso transferido. No entanto, o número de impactos depende do número de partículas próximas à superfície, que por sua vez é proporcional ao la concentração de partículas ($c_n$) do gás.



Por outro lado, a densidade é inversamente proporcional a o volume ($V$), resultando na seguinte relação:

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

ID:(9602, 0)



Relação volume e pressão

Descrição

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Em um gás, se tanto la temperatura absoluta ($T$) quanto o número de partículas ($N$) forem mantidos constantes, observa-se que o volume ($V$) e la pressão ($p$) variam de forma inversamente proporcional. Sempre que o volume ($V$) é reduzido, la pressão ($p$) aumenta, e vice-versa,

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



como ilustrado no gráfico a seguir:



A relação entre o número de partículas ($N$) e la temperatura absoluta ($T$) é que seu produto é igual a uma constante da lei de Boyle ($C_b$), o que corresponde à lei de Boyle [1], em homenagem ao seu descobridor Robert Boyle:

$ p V = C_b $

Às vezes falamos da lei Boyle-Mariotte, lembrando o físico francês Edme Mariotte que descobriu a mesma lei de forma independente em 1676.

[1] "New Experiments Physico-Mechanical, Touching the Spring of the Air, and Its Effects" (Novos experimentos físico-mecânicos, tocando a mola do ar e seus efeitos), Robert Boyle, Oxford: impresso por H. Hall, Printer to the University, para Tho. Robinson (1660).

ID:(9531, 0)



Robert Boyle

Descrição

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Robert Boyle foi um cientista irlandês nascido em 1627. Ele é considerado um dos fundadores da química moderna e é conhecido por suas contribuições no campo do comportamento dos gases. A relação entre Robert Boyle e a Lei de Boyle se deve ao fato de que ele formulou essa lei no século XVII. A Lei de Boyle estabelece que, à temperatura constante, o volume de um gás é inversamente proporcional à sua pressão. Boyle realizou experimentos que comprovaram essa relação e lançaram as bases para a compreensão do comportamento dos gases.

ID:(1657, 0)



Mudança de estado de um gás ideal de acordo com a lei de Boyle

Conceito

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A lei de Boyle estabelece que, com la temperatura absoluta ($T$) constante, o produto de la pressão ($p$) e o volume ($V$) é igual a la constante da lei de Boyle ($C_b$):

$ p V = C_b $



Isso significa que, se um gás passar de um estado inicial (la pressão no estado inicial ($p_i$) e o volume no estado i ($V_i$)) para um estado final (la pressão em estado final ($p_f$) e o volume no estado f ($V_f$)), mantendo la temperatura absoluta ($T$) constante, ele deve sempre cumprir a lei de Boyle:

$p_i V_i = C_b = p_f V_f$



Portanto, tem-se que:

$ p_i V_i = p_f V_f $

ID:(15688, 0)



Equivalente à lei de Boyle para densidades

Conceito

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Se, em uma mudança isotérmica em que o conteúdo não varia, la pressão no estado inicial ($p_i$), la pressão em estado final ($p_f$), o volume no estado i ($V_i$) e o volume no estado f ($V_f$) estão relacionados por:

$ p_i V_i = p_f V_f $



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

$ \rho \equiv\displaystyle\frac{ M }{ V }$



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

$\displaystyle\frac{ p_i }{ \rho_i } = \displaystyle\frac{ p_f }{ \rho_f }$

ID:(15687, 0)



Modelo

Top

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Parâmetros

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$C_b$
C_b
Constante da lei de Boyle
J
$M$
M
Massa
kg

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\rho_f$
rho_f
Densidade no estado f
kg/m^3
$\rho_i$
rho_i
Densidade no estado i
kg/m^3
$p_f$
p_f
Pressão em estado final
Pa
$p_i$
p_i
Pressão no estado inicial
Pa
$V_f$
V_f
Volume no estado f
m^3
$V_i$
V_i
Volume no estado i
m^3

Cálculos


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

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado




Equações

#
Equação

$ p_i V_i = C_b $

p * V = C_b


$ p_f V_f = C_b $

p * V = C_b


$ p_i V_i = p_f V_f $

p_i * V_i = p_f * V_f


$\displaystyle\frac{ p_i }{ \rho_i } = \displaystyle\frac{ p_f }{ \rho_f }$

p_i / rho_i = p_f / rho_f


$ \rho_i \equiv\displaystyle\frac{ M }{ V_i }$

rho = M / V


$ \rho_f \equiv\displaystyle\frac{ M }{ V_f }$

rho = M / V

ID:(15313, 0)



Lei de Boyle (1)

Equação

>Top, >Modelo


A lei de Boyle estabelece uma relação entre o volume ($V$) e la pressão ($p$), afirmando que seu produto é igual a la constante da lei de Boyle ($C_b$), da seguinte maneira:

$ p_i V_i = C_b $

$ p V = C_b $

$C_b$
Constante da lei de Boyle
$J$
9335
$p$
$p_i$
Pressão no estado inicial
$Pa$
5232
$V$
$V_i$
Volume no estado i
$m^3$
5234

ID:(582, 1)



Lei de Boyle (2)

Equação

>Top, >Modelo


A lei de Boyle estabelece uma relação entre o volume ($V$) e la pressão ($p$), afirmando que seu produto é igual a la constante da lei de Boyle ($C_b$), da seguinte maneira:

$ p_f V_f = C_b $

$ p V = C_b $

$C_b$
Constante da lei de Boyle
$J$
9335
$p$
$p_f$
Pressão em estado final
$Pa$
5233
$V$
$V_f$
Volume no estado f
$m^3$
5235

ID:(582, 2)



Mudança de estado de um gás ideal de acordo com a lei de Boyle

Equação

>Top, >Modelo


Se um gás passa de um estado inicial (i) para um estado final (f) com la temperatura absoluta ($T$) constante, a seguinte relação é válida para la pressão no estado inicial ($p_i$), la pressão em estado final ($p_f$), o volume no estado i ($V_i$) e o volume no estado f ($V_f$):

$ p_i V_i = p_f V_f $

$p_f$
Pressão em estado final
$Pa$
5233
$p_i$
Pressão no estado inicial
$Pa$
5232
$V_f$
Volume no estado f
$m^3$
5235
$V_i$
Volume no estado i
$m^3$
5234

A lei de Boyle estabelece que, com la temperatura absoluta ($T$) constante, o produto de la pressão ($p$) e o volume ($V$) é igual a la constante da lei de Boyle ($C_b$):

$ p V = C_b $



Isso significa que, se um gás passar de um estado inicial (la pressão no estado inicial ($p_i$) e o volume no estado i ($V_i$)) para um estado final (la pressão em estado final ($p_f$) e o volume no estado f ($V_f$)), mantendo la temperatura absoluta ($T$) constante, ele deve sempre cumprir a lei de Boyle:

$p_i V_i = C_b = p_f V_f$



Portanto, tem-se que:

$ p_i V_i = p_f V_f $

ID:(3491, 0)



Massa e Densidade (1)

Equação

>Top, >Modelo


La densidade ($\rho$) é definido como a relação entre la massa ($M$) e o volume ($V$), expressa como:

$ \rho_i \equiv\displaystyle\frac{ M }{ V_i }$

$ \rho \equiv\displaystyle\frac{ M }{ V }$

$\rho$
$\rho_i$
Densidade no estado i
$kg/m^3$
7833
$M$
Massa
$kg$
5183
$V$
$V_i$
Volume no estado i
$m^3$
5234

Essa propriedade é específica do material em questão.

ID:(3704, 1)



Massa e Densidade (2)

Equação

>Top, >Modelo


La densidade ($\rho$) é definido como a relação entre la massa ($M$) e o volume ($V$), expressa como:

$ \rho_f \equiv\displaystyle\frac{ M }{ V_f }$

$ \rho \equiv\displaystyle\frac{ M }{ V }$

$\rho$
$\rho_f$
Densidade no estado f
$kg/m^3$
7834
$M$
Massa
$kg$
5183
$V$
$V_f$
Volume no estado f
$m^3$
5235

Essa propriedade é específica do material em questão.

ID:(3704, 2)



Equivalente à lei de Boyle para densidades

Equação

>Top, >Modelo


A lei de Boyle para o estado inicial (la densidade no estado i ($\rho_i$), la pressão no estado inicial ($p_i$)) e o estado final (la densidade no estado f ($\rho_f$), la pressão em estado final ($p_f$)) é dada por:

$\displaystyle\frac{ p_i }{ \rho_i } = \displaystyle\frac{ p_f }{ \rho_f }$

$\rho_f$
Densidade no estado f
$kg/m^3$
7834
$\rho_i$
Densidade no estado i
$kg/m^3$
7833
$p_f$
Pressão em estado final
$Pa$
5233
$p_i$
Pressão no estado inicial
$Pa$
5232

Se, em uma mudança isotérmica em que o conteúdo não varia, la pressão no estado inicial ($p_i$), la pressão em estado final ($p_f$), o volume no estado i ($V_i$) e o volume no estado f ($V_f$) estão relacionados por:

$ p_i V_i = p_f V_f $



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

$ \rho \equiv\displaystyle\frac{ M }{ V }$



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

$\displaystyle\frac{ p_i }{ \rho_i } = \displaystyle\frac{ p_f }{ \rho_f }$

ID:(8834, 0)