Lei de Gay-Lussac

Lei de Gay-Lussac refere-se a diferentes leis nomeadas em homenagem ao cientista francês Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) e que tratam das propriedades dos gases. As leis de Gay-Lussac se aplicam tanto quimicamente, quanto fisicamente no comportamento dos gases.

1ª Lei: Proporções Volumétricas

O estudo da transformação isovolumétrica (abaixo), resultou na Lei Volumétrica de Gay-Lussac. É também conhecida pela lei da combinação de volumes ou lei das proporções volumétricas constantes, e é utilizada, em maior parte, no ramo da química. Tem relação com o estudo dos volumes dos gases que participam de uma reação química. Tem o seguinte enunciado:

"Gases nas mesmas condições de pressão e temperatura, seus volumes mantém-se em proporções fixas."

Os valores dos volumes em uma reação química são diferentes dos valores matemáticos.

Em relação a transformação volumétrica, a lei de Gay-Lussac diz, em resumo, além da proporção volumétrica dos gases, quando medidos na mesma temperatura e pressão, serem constantes, há também uma razão de números inteiros, em geral pequenos, existente entre os volumes dos gases reagente e os produtos da reação química.

2ª Lei: Transformação Isovolumétrica

É também conhecida por isocórica ou isomérica, e ocorre quando o volume de um dado gás permanece constante, mas com variações de temperatura que acarretam em variações de pressão. Também relaciona o volume de substâncias gasosas antes e depois da ocorrência de reações químicas. Tem o seguinte enunciado:

"Para uma certa massa fixa de gás, com seu volume constante, sua pressão é diretamente proporcional à sua temperatura."

Tem-se então a relação:

${\frac {P}{T}}=k_{PT}\quad \therefore \quad P\propto T$

onde:

$P$ é a pressão do gas.

$T$ é a temperatura termodinâmica.

$k_{PT}$ é uma constante.

Portanto para comparar a mesma substância em estados diferentes (estando de acordo com as condições acima) afirma-se que:

${\frac {P_{1}}{T_{1}}}={\frac {P_{2}}{T_{2}}}\qquad \mathrm {ou} \qquad {P_{1}}{T_{2}}={P_{2}}{T_{1}}$

Em uma transformação isovolumétrica, o aumento da pressão do gás ocorre devido ao aumento das colisões entre moléculas, quando a temperatura aumenta. Esse efeito pode ser notado, por exemplo, nos pneus de borracha, pois quando a sua temperatura aumenta, a pressão no interior dos pneus também se eleva. Daí então a importância da calibragem regular dos pneus, a fim de regular os níveis de pressão.

Essa relação entre variáveis foi publicada em 1802, baseada no estudo desenvolvido cerca de 20 anos antes pelo também francês Jacques Charles, à quem foi atribuída a descoberta da relação entre temperatura e volume de um certo gás, com pressão constante, conhecida por '''Lei de Charles''. Devido a essa semelhança, é comumente encontrado na literatura a nomenclatura "Lei de Gay-Lussac e Charles".A semelhança entre leis também permitiu que Gay-Lussac e Lord Kelvin estabelecessem o valor de zero absoluto de temperatura, resultando assim na criação da escala Kelvin.

3ª Lei: Transformação Isobárica

É uma das leis das transformações gasosas, cujo enunciado diz:

"Em uma transformação isobárica, para uma certa massa gasosa, volume e temperatura são diretamente proporcionais."

Obtendo, assim, a seguinte relação:

${\frac {V_{1}}{T_{1}}}={\frac {V_{2}}{T_{2}}}$

Para a compreensão da Lei de Gay-Lussac, considere um gás em um recipiente com uma tampa que seja móvel. Dessa forma, se aquece o gás, deixando a tampa livre. Com o aumento da temperatura, é possível notar a expansão do gás, resultando na elevação da tampa e, em consequência, o aumento do volume. Então, se a temperatura aumenta, o volume também deve aumentar. E vice-versa. Para que a pressão permaneça constante.

Curiosidade

A junção das leis de Gay-Lussac, Charles e Boyle e a lei de Avogadro, formam a lei dos gases ideais.

$PV=nRT$

Ver também

• Lei de Avogadro
• Gás ideal
• Lei de Boyle-Mariotte
• Lei de Charles

Ligações externas

• «Animação da Lei de Gay-Lussac» 
• «Lei volumétrica de Gay-Lussac» 

Bibliografia

• Horácio Macedo - Físico-Química I - páginas 49 a 53 - Guanabara Dois - Rio de Janeiro- RJ - Brasil - 1981
• Walter John Moore - Físico-Química vol 1 - tradução da quarta edição americana por Helena Li Chun e outros - páginas 10 a 13 - Editora Edgard Blücher Ltda. - 1976
• Gilbert W. Castellan - Físico-Química - tradução de Luiz Carlos Guimarães - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. - páginas 6 a 11 - 1976
• Geraldo Camargo de Carvalho - Química Moderna - páginas 206 a 215 - Editora Scipione - São Paulo - SP - Brasil - 1997
• Teruko Y. Utimara e Maria Duronorego Linguanoto - Química - páginas 161 a 165 - Editora FTD - São Paulo - SP - Brasil - 1998
• Ricardo Feltre diz que também seria hipótese para ser usada na Petrobrás - Fundamentos da Química - 3a edição - Editora Moderna - São Paulo - SP - Brasil - 2001
• J. L. Gay-Lussac, Ann. Chim. 43 (1802) 137.
• Castka, Joseph F.; Metcalfe, H. Clark; Davis, Raymond E.; Williams, John E. (2002). Modern Chemistry. [S.l.]: Holt, Rinehart and Winston. ISBN 0-03-056537-5  !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
• Guch, Ian (2003). The Complete Idiot's Guide to Chemistry. [S.l.]: Alpha, Penguin Group Inc. ISBN 1-59257-101-8 
• Mascetta, Joseph A. (1998). How to Prepare for the SAT II Chemistry. [S.l.]: Barron's. ISBN 0-7641-0331-8