Calculadora da lei dos gases ideais (PV = nRT)

Lei dos gases ideais

Pressão, volume, quantidade e temperatura de um gás estão ligados por uma relação:

P × V = n × R × T

P é a pressão absoluta (Pa), V é o volume (m³), n é o número de mols, T é a temperatura em kelvin e R = 8,314462618 J/(mol·K) é a constante universal dos gases. Conhecer três das quatro grandezas permite obter a quarta.

Dois cuidados

• A temperatura precisa estar em kelvin. K = °C + 273,15. Inserir diretamente um valor Celsius na fórmula é o erro mais comum. A calculadora converte para você.
• A pressão precisa ser absoluta. Um manômetro mostra a pressão acima da atmosférica. Um pneu com leitura de 2 bar contém cerca de 3 bar absolutos.

Exemplo

Qual volume 1 mol de gás ocupa a 0 °C e 1 atm (101,325 kPa)? V = 1 × 8,314462618 × 273,15 / 101.325 = 0,022414 m³, ou 22,4 litros. O valor é igual para qualquer gás.

Mudança de estado

Se a quantidade de gás em um recipiente fechado não mudar, P₁ × V₁ / T₁ = P₂ × V₂ / T₂. Os casos especiais são:

• Com temperatura constante, pressão e volume são inversamente proporcionais (lei de Boyle).
• Com pressão constante, o volume é proporcional à temperatura absoluta (lei de Charles).
• Com volume constante, a pressão é proporcional à temperatura absoluta (lei de Gay-Lussac).

Limites

A lei dos gases ideais funciona bem em baixa pressão e alta temperatura. O desvio aumenta com a pressão e com a aproximação do ponto de condensação do gás. Para gases liquefeitos em cilindros, vapor e fluidos refrigerantes, este cálculo não é confiável. Esta ferramenta não se destina ao dimensionamento de vasos de pressão.

Perguntas frequentes

Como calcular o volume usando PV = nRT?

Neste exemplo, a lei dos gases ideais fornece volume de 48,93 L para 2 mol a 25 °C e pressão absoluta de 101,325 kPa. A temperatura é convertida para kelvin, e os desvios de gás real aumentam em alta pressão ou perto da condensação, portanto isso não verifica o dimensionamento de vasos de pressão.

Calcular com estes valores