Estudo dos gases: leis, transformações e fórmulas

Atualizado em 24 de setembro de 2026.

O estudo dos gases analisa o comportamento das substâncias no estado gasoso e as relações entre pressão, volume, temperatura e quantidade de matéria. Esses conceitos aparecem em situações como pneus, cilindros, balões, motores, panelas de pressão e fenômenos atmosféricos.

Neste resumo, você encontrará teoria cinética, variáveis de estado, transformações gasosas, leis de Boyle, Charles e Gay-Lussac, equação geral dos gases e equação de Clapeyron, além de exemplos resolvidos e exercícios.

O que são gases ideais?

Um gás ideal, também chamado de gás perfeito, é um modelo utilizado para representar o comportamento de gases em condições nas quais as interações entre as partículas podem ser desprezadas. Nenhum gás real é perfeitamente ideal, mas muitos se aproximam desse modelo quando apresentam baixa pressão e temperatura suficientemente elevada.

No modelo do gás ideal:

• as partículas estão em movimento contínuo e desordenado;
• o volume das partículas é desprezível em comparação com o volume do recipiente;
• não existem forças intermoleculares relevantes entre as colisões;
• as colisões entre as partículas e com as paredes são perfeitamente elásticas;
• a energia cinética média das partículas depende da temperatura absoluta.

Teoria cinética dos gases

A teoria cinética explica as propriedades macroscópicas de um gás a partir do movimento de suas partículas. A pressão, por exemplo, resulta das colisões das moléculas com as paredes do recipiente.

Quando a temperatura absoluta aumenta, cresce a energia cinética média das partículas. Elas passam a se movimentar mais rapidamente e, dependendo das condições do sistema, podem aumentar a pressão ou provocar a expansão do gás.

Variáveis de estado de um gás

O estado de uma quantidade de gás é descrito principalmente por quatro grandezas:

Grandeza	Símbolo	Unidades
Pressão	P	Pa, atm, mmHg
Volume	V	m³, L
Temperatura absoluta	T	K
Quantidade de matéria	n	mol

Pressão

A pressão é a razão entre a força aplicada perpendicularmente a uma superfície e a área dessa superfície:

P = F/A

No Sistema Internacional, a pressão é medida em pascal (Pa). Algumas conversões úteis são:

1 atm = 101.325 Pa = 760 mmHg

Volume

O volume corresponde ao espaço ocupado pelo gás. As relações mais utilizadas são:

1 m³ = 1.000 L

1 L = 10⁻³ m³

Temperatura absoluta

Nas equações dos gases, a temperatura deve ser expressa em kelvin. Para converter uma temperatura de graus Celsius para kelvin, utilizamos:

T(K) = θ(°C) + 273,15

Em exercícios escolares, costuma-se utilizar a aproximação T = θ + 273.

Transformações gasosas

Uma transformação gasosa ocorre quando uma ou mais variáveis de estado se modificam. As três transformações particulares mais estudadas são isotérmica, isobárica e isovolumétrica.

Transformação	Grandeza constante	Relação
Isotérmica	Temperatura	P1V1 = P2V2
Isobárica	Pressão	V1/T1 = V2/T2
Isovolumétrica ou isocórica	Volume	P1/T1 = P2/T2

Transformação isotérmica — Lei de Boyle

Na transformação isotérmica, a temperatura permanece constante. Para uma quantidade fixa de gás ideal, a pressão e o volume são inversamente proporcionais:

P₁V₁ = P₂V₂

Se o volume for reduzido à metade, a pressão dobrará, desde que a temperatura permaneça constante.

Transformação isobárica — Lei de Charles e Gay-Lussac

Na transformação isobárica, a pressão permanece constante. O volume é diretamente proporcional à temperatura absoluta:

V₁/T₁ = V₂/T₂

Se a temperatura absoluta dobrar, o volume também dobrará, desde que a pressão permaneça constante.

Transformação isovolumétrica

Na transformação isovolumétrica, isocórica ou isométrica, o volume permanece constante. A pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta:

P₁/T₁ = P₂/T₂

Esse comportamento ajuda a explicar por que a pressão de um gás confinado aumenta quando sua temperatura sobe.

Equação geral dos gases

Quando a quantidade de gás é constante, mas pressão, volume e temperatura podem variar, utilizamos a equação geral:

P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂

Essa relação reúne as transformações particulares. A temperatura deve sempre estar em kelvin.

Exemplo resolvido: equação geral

Um gás ocupa 4,0 L a 1,0 atm e 300 K. Ele é comprimido até 2,0 L e aquecido até 450 K. Determine a pressão final.

P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂

1,0·4,0/300 = P₂·2,0/450

P₂ = 3,0 atm

Equação de Clapeyron

A equação de estado de um gás ideal relaciona pressão, volume, quantidade de matéria e temperatura:

PV = nRT

Em que:

• P é a pressão;
• V é o volume;
• n é a quantidade de matéria, em mol;
• R é a constante universal dos gases;
• T é a temperatura absoluta.

O valor de R depende das unidades utilizadas:

• R = 8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹, quando P está em pascal e V em metro cúbico;
• R ≈ 0,0821 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹, quando P está em atmosfera e V em litro.

Exemplo resolvido: equação de Clapeyron

Qual é o volume ocupado por 2,0 mol de um gás ideal a 300 K e 1,0 atm?

V = (nRT)/P

V = 2,0·0,0821·300/1,0

V ≈ 49,3 L

Número de Avogadro e quantidade de matéria

Um mol corresponde a exatamente 6,02214076 × 10²³ entidades elementares. Essas entidades podem ser átomos, moléculas, íons ou outras partículas especificadas.

O número de partículas pode ser calculado por:

N = n·N_A

Em que N_A é a constante de Avogadro.

Principais fórmulas dos gases

Aplicação	Fórmula
Conversão para kelvin	T = θ + 273,15
Lei de Boyle	P1V1 = P2V2
Transformação isobárica	V1/T1 = V2/T2
Transformação isovolumétrica	P1/T1 = P2/T2
Equação geral	P1V1/T1 = P2V2/T2
Equação de Clapeyron	PV = nRT
Número de partículas	N = n·NA

Exercícios rápidos

Exercício 1

Um gás ocupa 6 L sob pressão de 2 atm. Mantendo a temperatura constante, qual será seu volume quando a pressão passar para 3 atm?

Exercício 2

Um gás ocupa 10 L a 300 K, sob pressão constante. Qual será seu volume a 450 K?

Exercício 3

Calcule a pressão de 1 mol de gás ideal que ocupa 24,6 L a 300 K. Utilize R = 0,082 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹.

Gabarito

1. 4 L.
2. 15 L.
3. 1 atm.

Resolva também os exercícios da UFRGS sobre estudo dos gases e consulte a tabela de constantes físicas.

Dúvidas frequentes

Por que a temperatura deve estar em kelvin?

As leis dos gases utilizam a temperatura absoluta. A escala Celsius não começa no zero absoluto e, por isso, não pode ser usada diretamente nas proporções entre pressão, volume e temperatura.

Qual é a diferença entre gás real e gás ideal?

O gás ideal é um modelo que despreza o volume das partículas e as forças intermoleculares. Gases reais aproximam-se desse modelo principalmente em baixas pressões e temperaturas afastadas da liquefação.

Quando usar a equação geral e quando usar PV = nRT?

Use a equação geral para comparar dois estados da mesma quantidade de gás. Utilize PV = nRT quando precisar relacionar um estado do gás à quantidade de matéria.

O que acontece com a pressão quando um gás é aquecido?

Depende das condições. Em recipiente rígido, a pressão aumenta. Se o gás puder expandir mantendo a pressão constante, seu volume aumenta.

Pressão e volume são sempre inversamente proporcionais?

Somente quando a temperatura e a quantidade de gás permanecem constantes, como estabelece a lei de Boyle.