Lei dos gases ideais: calcule pressão, volume, número de mols ou temperatura
Lei dos gases ideais – resumo: P · V = n · R · T, com R = 8,314 J/(mol·K) = 0,082 atm·L/(mol·K). Um mol de gás ideal ocupa 22,4 L a 0 °C e 1 atm (CNTP). Escolha a grandeza procurada e digite as outras três; as unidades são convertidas automaticamente.
Fonte: CODATA, NIST CODATA – molar gas constant R = 8.314 462 618… J/(mol·K) (exact). Atualizado em: .
Como o cálculo é feito
Fórmula da lei dos gases ideais
A equação de Clapeyron relaciona pressão P, volume V, número de mols n e temperatura absoluta T:
P · V = n · R · T · R = 8,314 462 618 J/(mol·K) = 0,082 057 atm·L/(mol·K)
Desde a redefinição do SI em 2019, R é exata (constante de Avogadro vezes constante de Boltzmann, CODATA). Isolando cada grandeza:
- Pressão: P = nRT / V
- Volume: V = nRT / P
- Número de mols: n = PV / (RT)
- Temperatura: T = PV / (nR)
Unidades corretas
Com R em J/(mol·K), use pascal, metro cúbico e kelvin; com R = 0,082 atm·L/(mol·K), use atmosfera, litro e kelvin. Lembre: T(K) = T(°C) + 273,15. O erro mais comum nos exercícios é usar °C no lugar de kelvin.
Exemplo resolvido
- 2 mol de gás em 10 L a 25 °C: T = 298,15 K
- P = 2 · 0,082 · 298,15 / 10 ≈ 4,89 atm (495 791 Pa)
Massa e densidade
Com a massa molar M, n = m / M, e a densidade fica d = P · M / (R · T). O ar seco (M = 28,964 g/mol) tem 1,204 kg/m³ a 20 °C e 1 atm. As massas molares vêm dos pesos atômicos padrão da IUPAC.
Limitações
O modelo de gás ideal funciona bem a pressões baixas e temperaturas longe do ponto de ebulição, como o ar em condições ambientes. Acima de uns 100 bar ou perto da liquefação é preciso usar equações de gás real.
Perguntas frequentes
Qual a fórmula da lei dos gases ideais?
PV = nRT (equação de Clapeyron), com R = 0,082 atm·L/(mol·K) ou 8,314 J/(mol·K) e temperatura sempre em kelvin.
Quais as unidades da lei dos gases ideais?
Depende do R: com 0,082 use atm, L e K; com 8,314 use Pa, m³ e K; com 62,36 use mmHg, L e K.
Quanto vale o volume molar nas CNTP?
22,4 L/mol a 0 °C e 1 atm (22,414 L/mol com R exato). A 25 °C e 1 bar são 24,79 L/mol.
Como calcular o número de mols de um gás?
n = PV / (RT). Exemplo: 1 atm, 1 L, 20 °C → n = 1 · 1 / (0,082 · 293,15) ≈ 0,0416 mol.
Qual a diferença entre gás ideal e gás real?
No gás ideal as moléculas não têm volume nem se atraem. Gases reais se aproximam desse modelo a baixa pressão e alta temperatura.
Fontes e base legal
- CODATA: NIST CODATA – molar gas constant R = 8.314 462 618… J/(mol·K) (exact)
- NIST SP 811 App. B.9: NIST SP 811 – Guide for the Use of the SI, Appendix B.9: pressure units (bar, atm, torr, psi)
- CIAAW: IUPAC CIAAW – Standard atomic weights (molar masses of the gases)
- US Std. Atm. 1976: U.S. Standard Atmosphere 1976 (NOAA/NASA/USAF) – mean molar mass of dry air 28.9644 kg/kmol
Última atualização:
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