Storyboard

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)

Iframe

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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)

Top

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Parâmetros

$C_c$

C_c

Constante da lei de Charles

m^3/K

$M$

M

Massa

kg

Variáveis

$\rho_f$

rho_f

Densidade no estado f

kg/m^3

$\rho_i$

rho_i

Densidade no estado i

kg/m^3

$T_f$

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

---

Cálculos

Símbolo

Equação

Resolvido

Traduzido

Cálculos

Símbolo

Equação

Resolvido

Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado

Equações

ID:(15314, 0)

Equação

>Top, >Modelo

A lei de Charles estabelece uma relação entre o volume ($V$) e la temperatura absoluta ($T$), indicando que sua proporção é igual a la constante da lei de Charles ($C_c$), da seguinte forma:

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

$\displaystyle\frac{ V }{ T } = C_c$

Condições

Variáveis

$C_c$

Constante da lei de Charles

$m^3/K$

9336

$T$

$T_i$

Temperatura no estado inicial

$K$

5236

$V$

$V_i$

Volume no estado i

$m^3$

5234

Relação

ID:(583, 1)

Equação

>Top, >Modelo

A lei de Charles estabelece uma relação entre o volume ($V$) e la temperatura absoluta ($T$), indicando que sua proporção é igual a la constante da lei de Charles ($C_c$), da seguinte forma:

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

$\displaystyle\frac{ V }{ T } = C_c$

Condições

Variáveis

$C_c$

Constante da lei de Charles

$m^3/K$

9336

$T$

$T_f$

Temperatura no estado final

$K$

5237

$V$

$V_f$

Volume no estado f

$m^3$

5235

Relação

ID:(583, 2)

Equação

>Top, >Modelo

Se um gás passa de um estado inicial (i) para um estado final (f) com la pressão ($p$) constante, então para o volume no estado i ($V_i$), o volume no estado f ($V_f$), la temperatura no estado inicial ($T_i$) e la temperatura no estado final ($T_f$) é válido:

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

Condições

Variáveis

$T_f$

Temperatura no estado final

$K$

5237

$T_i$

Temperatura no estado inicial

$K$

5236

$V_f$

Volume no estado f

$m^3$

5235

$V_i$

Volume no estado i

$m^3$

5234

Relação

Desenvolvimento

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 ($C_c$):

$\displaystyle\frac{ V }{ T } = C_c$

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:

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

ID:(3492, 0)

Equação

>Top, >Modelo

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

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

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

Condições

Variáveis

$\rho$

$\rho_i$

Densidade no estado i

$kg/m^3$

7833

$M$

Massa

$kg$

5183

$V$

$T_i$

Temperatura no estado inicial

$m^3$

5236

Relação

Essa propriedade é específica do material em questão.

ID:(3704, 1)

Equação

>Top, >Modelo

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

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

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

Condições

Variáveis

$\rho$

$\rho_f$

Densidade no estado f

$kg/m^3$

7834

$M$

Massa

$kg$

5183

$V$

$T_f$

Temperatura no estado final

$m^3$

5237

Relação

Essa propriedade é específica do material em questão.

ID:(3704, 2)

Equação

>Top, >Modelo

Para os estados iniciais (la densidade no estado i ($\rho_i$), o volume no estado i ($V_i$)) e finais (la densidade no estado f ($\rho_f$), o volume no estado f ($V_f$)), a lei de Charles é obtida da seguinte forma:

$\rho_i T_i = \rho_f T_f$

Condições

Variáveis

$\rho_f$

Densidade no estado f

$kg/m^3$

7834

$\rho_i$

Densidade no estado i

$kg/m^3$

7833

$T_f$

Temperatura no estado final

$K$

5237

$T_i$

Temperatura no estado inicial

$K$

5236

Relação

Desenvolvimento

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:

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

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

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

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

$\rho_i T_i = \rho_f T_f$

ID:(8835, 0)