Calculadora da lei de Boyle

A lei de Boyle é a relação isotérmica do gás ideal que mantém constante o produto de pressão e volume quando temperatura e quantidade de gás não mudam. Em símbolos, P1 vezes V1 igual a P2 vezes V2: se você comprime um gás devagar o bastante para o calor sair e a temperatura ficar fixa, a pressão sobe conforme o volume cai em proporção inversa. Volume zero é rejeitado porque um recipiente vazio fica fora do modelo.

Como a lei de Boyle relaciona pressão e volume inicial e final

Robert Boyle observou que, para uma quantidade fixa de gás mantida a temperatura constante, pressão e volume se compensam de modo que o produto permanece o mesmo. A equação de trabalho é portanto P1 · V1 = P2 · V2, que se reordena para V2 = (P1 · V1) / P2 quando a pressão final é conhecida, ou P2 = (P1 · V1) / V2 quando o volume final é conhecido.

A pressão pode ser expressa em atmosferas, quilopascals, bars ou torr desde que P1 e P2 compartilhem a mesma unidade; o volume pode ser litros, metros cúbicos ou mililitros desde que V1 e V2 compartilhem a mesma unidade. A calculadora não converte entre sistemas de unidades, não introduz temperatura pela lei dos gases ideais, não aplica as relações de Charles nem de Gay-Lussac e não corrige fatores de compressibilidade de gás real.

Responde apenas à definição algébrica que cursos de química do ensino médio e do primeiro ano chamam de lei de Boyle. Volume zero é a borda crítica de validação: volume inicial ou final zero é rejeitado com entrada inválida em vez de produzir divisão por zero ou pressão infinita sem sentido. Pressão zero também é rejeitada quando tornaria o produto indefinido ou dividiria por zero ao resolver o volume.

O que você envia e o que recebe de volta

Envie números finitos nos campos p1 e v1 para o estado inicial, mais exatamente um de p2 ou v2 para o estado final conhecido. p1 é a pressão inicial em qualquer unidade de pressão coerente e deve ser não nula. v1 é o volume inicial em qualquer unidade de volume coerente e deve ser não nulo; volume zero falha com mensagem que nomeia a regra de volume zero. Se você fornecer p2, o motor resolve v2 igual ao produto P1 vezes V1 dividido por P2.

Se fornecer v2, resolve p2 igual a esse mesmo produto dividido por V2. Campos ausentes, strings não numéricas, NaN e Infinity também falham e não são cobrados. Checagens clássicas de livro incluem dobrar a pressão de uma amostra de três litros e recuperar metade do volume, ou reduzir pela metade o volume de um cilindro pressurizado e recuperar o dobro da pressão.

Onde cálculos da lei de Boyle aparecem no trabalho real

Cursos de química e física do ensino médio atribuem constantemente problemas que dão duas pressões e um volume — ou dois volumes e uma pressão — e pedem a variável de estado isotérmica faltante, muitas vezes para demos de seringa, tanques de mergulho ou esboços de balão meteorológico sob a idealização de temperatura constante. Laboratórios universitários de química geral usam a mesma redução de três números antes de introduzir escalas de temperatura absoluta e a equação completa do gás ideal.

Técnicos de processo e aprendizes de HVAC validam compressões de sistema fechado quando só se precisa de um limite isotérmico. Se mais tarde precisar da lei de Charles com temperatura, da lei combinada dos gases, de cálculos de gás ideal baseados em mols, de conversão de unidades entre atmosferas e pascals, ou de trabalho politrópico adiabático, trate-os como intenções de busca e landings separados em vez de sobrecarregar esta página da calculadora da lei de Boyle.