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Combined Gas Law Calculator

Calculadora de temperatura (lei dos gases combinados)

Esta calculadora de temperatura encontra a temperatura final (T2) de um gás após sua mudança de pressão e volume. Insira a pressão inicial, o volume inicial, a temperatura inicial, a pressão final e o volume final, e a ferramenta resolve T2 = (P2 × V2 × T1) / (P1 × V1) com etapas completas. Também resolve a temperatura inicial (T1) se você conhece o estado final. Ele aceita K, °C e °F, retorna a resposta em todas as três escalas, suporta atm, kPa, mmHg, torr, bar e psi para pressão e mostra a equação substituída para que você possa verificar seu trabalho.

Combined Gas Law Temperature Calculator

Calculate Unknown Initial (T₁) or Final (T₂) Absolute Temperature: (P₁ · V₁) / T₁ = (P₂ · V₂) / T₂

Initial State (State 1) P₁ · V₁ / T₁
Final State (State 2) P₂ · V₂ / T₂
(P₁V₁)/T₁ = (P₂V₂)/T₂
Live Result
T₂ Solved
Calculated Output
T₂ = 174.08 °C

Step-by-Step Mathematical Derivation:

1. Formula: T₂ = (P₂ × V₂ × T₁) / (P₁ × V₁)

2. Absolute Temperature Conversion:

• T₁ = 25 °C + 273.15 = 298.15 K

3. Substitution: (2.0 atm × 1.5 L × 298.15 K) / (1.0 atm × 2.0 L) = 447.23 K

4. Final Output: T₂ = 174.08 °C

Esta calculadora de temperatura encontra a temperatura final (T2) de um gás após sua mudança de pressão e volume. Insira a pressão inicial, o volume inicial, a temperatura inicial, a pressão final e o volume final, e a ferramenta resolve T2 = (P2 × V2 × T1) / (P1 × V1) com etapas completas. Também resolve a temperatura inicial (T1) se você conhece o estado final. Ele aceita K, °C e °F, retorna a resposta em todas as três escalas, suporta atm, kPa, mmHg, torr, bar e psi para pressão e mostra a equação substituída para que você possa verificar seu trabalho.

Referência rápida

Artigo Valor
Fórmula para temperatura final T2 = (P2 × V2 × T1) / (P1 × V1)
Baseado em Lei dos gases combinada, P1V1/T1 = P2V2/T2
Resolve para T2 (temperatura final) ou T1 (temperatura inicial)
Escala de temperatura usada na fórmula Kelvin (K = °C + 273,15)
Quantidade de gás Deve permanecer constante
Tipo de pressão Pressão absoluta, não pressão manométrica

O que é temperatura na lei dos gases combinados?

A temperatura mede a energia cinética média das partículas de um gás. De acordo com a teoria cinética molecular, as partículas de gás mais quentes movem-se mais rapidamente, por isso colidem com as paredes do recipiente com mais força e frequência. É por isso que a temperatura está ligada à pressão e ao volume.

A lei dos gases combinados liga a temperatura à pressão e ao volume para uma quantidade fixa de gás:

P1V1 / T1 = P2V2 / T2

A lei exige temperatura absoluta, medida na escala Kelvin. A escala Kelvin leva o nome de Lord Kelvin (William Thomson) e começa no zero absoluto (0 K), o ponto de movimento mínimo das partículas. Ela mescla a lei de Boyle, a lei de Charles e a lei de Gay-Lussac e decorre da lei dos gases ideais.

O que esta calculadora de temperatura encontra

Use esta ferramenta quando um gás mudar de pressão e volume e você precisar de sua nova temperatura. Casos típicos incluem ar comprimido em um cilindro, um gás se expandindo para um recipiente maior ou uma amostra selada que deve atingir uma pressão e um volume alvo. Como a lei dos gases combinados depende apenas dos estados inicial e final, a resposta é válida independentemente de como a mudança ocorreu.

Fórmula Combinada da Lei dos Gases para Temperatura

Comece com a lei dos gases combinados:

P1V1 / T1 = P2V2 / T2

Multiplique ambos os lados por T2 e por T1 e depois divida por P1V1 para isolar a temperatura final:

T2 = (P2 × V2 × T1) / (P1 × V1)

Para encontrar a temperatura inicial:

T1 = (P1 × V1 × T2) / (P2 × V2)

Tabela de Variáveis

Variável Significado Unidades Comuns
P1 Pressão inicial atm, kPa, mmHg, torr, bar, psi
V1 Volume inicial L, mL, m³
T1 Temperatura absoluta inicial K
P2 Pressão final Mesma unidade que P1
V2 Volume final Mesma unidade que V1
T2 Temperatura absoluta final (desconhecida) K

Como usar esta calculadora de temperatura

1

Escolha o desconhecido

Selecione a temperatura final (T2) ou a temperatura inicial (T1).

2

Digite a temperatura que você conhece

Digite T1 (ou T2) e escolha K, °C ou °F. A ferramenta converte para Kelvin.

3

Insira ambas as pressões

Preencha P1 e P2 e escolha atm, kPa, mmHg ou outra unidade. Use a mesma unidade para ambos.

4

Insira os dois volumes

Preencha V1 e V2 e escolha L, mL ou m³. Use a mesma unidade para ambos.

5

Clique em Calcular

A calculadora aplica a fórmula reorganizada e retorna a temperatura ausente em K, °C e °F.

6

Leia as etapas

Verifique a equação substituída para ver como a resposta foi encontrada.

7

Execute uma verificação de sentido

Compare a direção da mudança com a tabela na seção “Como a pressão e o volume afetam a temperatura”.

Nota: Se apenas a pressão e a temperatura mudarem enquanto o volume permanecer constante, o Gay-Lussac's Law Calculator mais simples será suficiente. Se apenas o volume e a temperatura mudarem enquanto a pressão permanecer constante, use o Charles's Law Calculator.

O que esta calculadora pode calcular?

Temperatura final (T2)

A temperatura de um gás após a pressão e o volume mudarem juntos.

Temperatura inicial (T1)

A temperatura inicial quando você conhece o estado final.

Para resolver uma incógnita diferente, use as páginas dedicadas: Pressure Calculator para pressão final, Volume Calculator para volume final ou Combined Gas Law Calculator para todas as três incógnitas em uma ferramenta.

Fórmulas reorganizadas de temperatura

Todas as formas vêm da multiplicação cruzada P1V1/T1 = P2V2/T2 para obter P1 × V1 × T2 = P2 × V2 × T1.

Resolver para Fórmula
Temperatura final T2 = (P2 × V2 × T1) / (P1 × V1)
Temperatura inicial T1 = (P1 × V1 × T2) / (P2 × V2)

Leia a fórmula T2 como um conjunto de proporções:

T2 = T1 × (P2 / P1) × (V2 / V1)

A razão de pressão P2/P1 mostra o efeito da lei de Gay-Lussac, e a razão de volume V2/V1 mostra o efeito da lei de Charles. Multiplique a temperatura inicial por ambas as proporções para obter a nova temperatura. Este formulário é rápido para estimativas mentais. Observe que a relação de temperatura é igual à relação dos produtos pressão-volume: T2/T1 = (P2V2) / (P1V1).

Exemplos de cálculo de temperatura

Exemplo 1

Compressão com aumento de pressão

Problem: Um gás está a 1,00 atm, 4,0 L e 300 K. Ele é comprimido a 3,0 L e sua pressão aumenta para 2,00 atm. Encontre a temperatura final.

Etapa 1: escreva a fórmula T2 = (P2 × V2 × T1) / (P1 × V1)
Etapa 2: substituto T2 = (2.00 × 3.0 × 300) / (1.00 × 4.0) = 1800 / 4.0
Answer: T2 = 450 K (cerca de 176,9°C)

Usando a forma de proporção: 300 × (2,00 / 1,00) × (3,0 / 4,0) = 300 × 2 × 0,75 = 450 K. A pressão dobrou enquanto o volume diminuiu apenas um quarto, então o gás aqueceu.

Exemplo 2

Entrada Celsius

Problem: Uma amostra de gás está a 101,3 kPa, 2,50 L e 20°C. Ela muda para 150 kPa e 2,00 L. Encontre a temperatura final.

Etapa 1: converter T1 em Kelvin T1 = 20 + 273.15 = 293.15 K
Etapa 2: substituto T2 = (150 × 2.00 × 293.15) / (101.3 × 2.50) = 87,945 / 253.25
Etapa 3: converta a resposta, se necessário 347,26 K - 273,15 ≈ 74,1 °C
Answer: T2 ≈ 347,3 K (cerca de 74,1 °C)
Exemplo 3

Compressão de seringa

Problem: Uma seringa retém 50,0 mL de ar a 1,00 atm e 25°C. O êmbolo é empurrado até que o volume seja 20,0 mL e a pressão seja 3,00 atm. Encontre a temperatura final.

Etapa 1: converter T1 em Kelvin T1 = 25 + 273.15 = 298.15 K
Etapa 2: substituto T2 = (3.00 × 20.0 × 298.15) / (1.00 × 50.0) = 17,889 / 50.0
Answer: T2 ≈ 357,8 K (cerca de 84,6 °C)

O volume caiu para 40% do original, mas a pressão triplicou em vez de subir 2,5 vezes, então a temperatura acabou subindo. A unidade mL é cancelada porque ambos os volumes usam a mesma unidade. Numa seringa real, o calor escapa rapidamente para o ambiente, de modo que o aumento real da temperatura seria menor do que o previsto por este cálculo ideal.

Exemplo 4

Unidades mistas (saída mmHg, mL, L, °F)

Problem: Um gás ocupa 600 mL a 750 mmHg e 68°F. Ele se move para um recipiente de 0,50 L a 1,00 atm. Encontre a temperatura final.

Etapa 1: combinar unidades P2 = 1,00 atm × 760 mmHg/atm = 760 mmHg V2 = 0,50 L = 500 mL
Etapa 2: converter T1 em Kelvin T1 = (68 − 32) × 5/9 + 273.15 = 293.15 K
Etapa 3: substituto T2 = (760 × 500 × 293.15) / (750 × 600) = 111,397,000 / 450,000
Etapa 4: converter para outras escalas T2 ≈ 247,6 K = −25,6 °C = −14,1 °F
Answer: T2 ≈ 247,6 K (cerca de -14,1 °F)

O gás fica mais frio porque o produto pressão-volume caiu de 450.000 para 380.000 mmHg·mL.

Exemplo 5

Resolva a temperatura inicial (T1)

Problem: Um gás termina em 4,0 atm, 3,0 L e 480 K. Começou em 2,0 atm e 5,0 L. Qual foi a temperatura inicial?

Etapa 1: escreva a fórmula T1 = (P1 × V1 × T2) / (P2 × V2)
Etapa 2: substituto T1 = (2.0 × 5.0 × 480) / (4.0 × 3.0) = 4800 / 12
Answer: T1 = 400 K (cerca de 126,9°C)

Conversão de temperatura: Kelvin, Celsius e Fahrenheit

A lei dos gases combinados precisa de Kelvin, portanto, qualquer valor Celsius ou Fahrenheit deve ser convertido antes do cálculo. A calculadora faz isso para você e as fórmulas abaixo permitem que você verifique manualmente.

Conversão Fórmula
Celsius para Kelvin K = °C + 273.15
Kelvin para Celsius °C = K − 273.15
Fahrenheit para Kelvin K = (°F − 32) × 5/9 + 273.15
Kelvin para Fahrenheit °F = (K − 273.15) × 9/5 + 32
Celsius para Fahrenheit °F = °C × 9/5 + 32
Fahrenheit para Celsius °C = (°F − 32) × 5/9

Reference Temperature Benchmarks

Descrição Celsius Fahrenheit Kelvin
Zero absoluto −273.15 °C −459.67 °F 0 K
A água congela 0 °C 32 °F 273.15 K
Temperatura ambiente 20 °C 68 °F 293.15 K
Referência comum de laboratório 25 °C 77 °F 298.15 K
Corpo humano 37 °C 98.6 °F 310.15 K
A água ferve (1 atm) 100 °C 212 °F 373.15 K
💡 Muitos livros didáticos giram em torno de 273,15 a 273. Use o valor que seu instrutor ou livro exige. O tamanho de um Kelvin é igual ao tamanho de um grau Celsius, então uma mudança de temperatura de 10 K é igual a uma mudança de 10 °C, ou 18 °F.

Por que a escala Kelvin é necessária

A pressão e o volume do gás são proporcionais à temperatura absoluta. Celsius e Fahrenheit têm pontos zero arbitrários, portanto suas proporções não refletem mudanças reais na energia das partículas. Por exemplo, aquecer um gás de 10 °C para 20 °C parece uma duplicação de Celsius, mas em Kelvin a mudança é de 283,15 K para 293,15 K, apenas cerca de 3,5%. Usar Celsius na fórmula também corre o risco de divisão por zero a 0 °C e volumes ou pressões negativas abaixo dele.

Unidades de pressão e volume

A lei dos gases combinados é uma razão, portanto, qualquer unidade de pressão e qualquer unidade de volume funcionam desde que os estados inicial e final sejam os mesmos.

Pressure Units

Unidade de Pressão Equivalente
1 atm 101.325 kPa
1 atm 760 mmHg
1 atm 760 torr
1 atm 1.01325 bar
1 atm 14.696 psi

Volume Units

Unidade de volume Equivalente
1 L 1000 mL
1 mL 1 cm³
1 m³ 1000 L
Note: Use pressão absoluta, não pressão manométrica. A pressão absoluta é igual à pressão manométrica mais a pressão atmosférica (cerca de 1 atm ou 14,7 psi ao nível do mar).

Como a pressão e o volume afetam a temperatura

Use esta tabela para uma verificação rápida de qualquer resultado.

Mudança Efeito na temperatura Razão
Aumentos de pressão, volume constante Aumentos de temperatura Lei de Gay-Lussac
A pressão diminui, o volume é constante A temperatura diminui Lei de Gay-Lussac
O volume aumenta, a pressão constante Aumentos de temperatura A lei de Carlos
O volume diminui, a pressão constante A temperatura diminui A lei de Carlos
A pressão aumenta e o volume aumenta A temperatura aumenta fortemente Ambos os efeitos aumentam a temperatura
A pressão diminui e o volume diminui A temperatura diminui fortemente Ambos os efeitos empurram a temperatura para baixo
A pressão aumenta e o volume diminui Depende das proporções Compare P2/P1 com V1/V2
💡 Quando a pressão e o volume avançam em direções opostas, compare os produtos. Se P2V2 for maior que P1V1, a temperatura aumenta. Se for menor, a temperatura cai. Se os produtos forem iguais, a temperatura permanece inalterada, o que é a lei de Boyle.

Exemplos do mundo real de mudanças na temperatura do gás

Motores diesel

O ar é comprimido a uma pequena fração do seu volume e o aumento de temperatura resultante inflama o combustível sem vela de ignição.

Bombas de bicicleta

O cilindro da bomba aquece à medida que o ar é comprimido.

Pistões de fogo

Um rápido golpe de compressão aquece o ar preso o suficiente para acender o material inflamável.

Geladeiras e ar condicionado

O gás refrigerante aquece quando comprimido e esfria quando se expande.

Latas de aerossol

Uma lata fica fria quando pulverizada porque o gás se expande à medida que sai.

Tanques de mergulho

Um tanque aquece enquanto está sendo enchido e esfria quando o ar é liberado.

Tempo e altitude

O ar ascendente se expande e esfria à medida que a pressão cai.

Nota sobre processos reais: A compressão ou expansão rápida ocorre com pouco tempo para o calor entrar ou sair, portanto a mudança de temperatura é maior do que em um processo lento. A lei dos gases combinados fornece a temperatura final correta para os estados em que você entra, mas não informa se o calor escapou ao longo do caminho.

Quando você pode usar esta calculadora de temperatura?

Use a lei dos gases combinados para encontrar a temperatura quando todas as afirmações a seguir forem verdadeiras:

Quantidade constante de gás

O número de moles permanece o mesmo. Sem vazamentos, sem adição de gás, sem reações.

Mesma amostra de gás

Você rastreia uma amostra de um estado inicial até um estado final.

Mudanças conhecidas de pressão e volume

Você conhece P1, P2, V1 e V2.

Unidades absolutas

A pressão é absoluta e o cálculo é feito em Kelvin.

⚠️ Limites: A lei é mais precisa para gases ideais em pressões baixas a moderadas e temperaturas bem acima do ponto de ebulição. Em pressões muito altas ou perto da condensação, os gases reais se desviam. A equação de van der Waals ou um fator de compressibilidade (Z) dá melhores resultados nessas condições. Se a quantidade de gás mudar, use Ideal Gas Law Calculator para encontrar a temperatura em moles.

Calculadora de temperatura versus outras ferramentas legais de gases

Ferramenta Use-o quando Fórmula
Calculadora de temperatura (esta página) A pressão e o volume mudam e você precisa de temperatura T2 = (P2 × V2 × T1) / (P1 × V1)
Calculadora da Lei de Charles Apenas mudanças de volume, pressão constante V1/T1 = V2/T2
Calculadora da Lei de Gay-Lussac Apenas mudanças de pressão, volume constante P1/T1 = P2/T2
Calculadora da Lei de Boyle Mudança de pressão e volume, temperatura constante P1V1 = P2V2
Calculadora Combinada da Lei do Gás Você deseja resolver qualquer um de P, V ou T P1V1/T1 = P2V2/T2
Calculadora da Lei do Gás Ideal Você precisa da temperatura dos moles ou da quantidade de mudanças no gás PV = nRT

Erros comuns de cálculo de temperatura

Erro Por que falha Correção
Inserindo °C ou °F na fórmula As leis dos gases precisam de temperatura absoluta Converter com K = °C + 273,15
Esquecendo de converter a resposta de volta A fórmula retorna Kelvin Converta com °C = K − 273,15 se necessário
Usando pressão manométrica Ignora a pressão atmosférica Adicione cerca de 1 atm (14,7 psi) para obter valor absoluto
Unidades de pressão de mistura atm e kPa em uma proporção dão uma resposta errada Converta P1 e P2 em uma unidade
Misturando unidades de volume mL e L na mesma proporção quebram o resultado Converta V1 e V2 em uma unidade
Trocando P1 e P2 Inverte a relação de pressão e a resposta Use P2/P1 na fórmula T2
Trocando V1 e V2 Inverte a proporção do volume Use V2/V1 na fórmula T2
Esquecendo a regra do valor constante As toupeiras não devem mudar Use a lei dos gases ideais se o gás for adicionado ou perdido
Esperando um resultado Kelvin negativo Kelvin não pode estar abaixo de 0 Verifique novamente as entradas, pois um resultado negativo significa um erro de dados
Arredondando muito cedo Pequenos erros aumentam durante o cálculo Mantenha os dígitos extras e arredonde no final
Knowledge Base

Perguntas frequentes sobre calculadora de temperatura

Respostas para dúvidas comuns sobre leis dos gases, fórmulas inversas e conversões termodinâmicas.

Como você calcula a temperatura final com a lei dos gases combinados?

Use T2 = (P2 × V2 × T1) / (P1 × V1). Converta T1 em Kelvin, use unidades correspondentes para ambas as pressões e volumes, substitua os valores e resolva.

Qual é a fórmula da temperatura na lei dos gases combinados?

A fórmula é T2 = (P2 × V2 × T1) / (P1 × V1), que vem da reorganização de P1V1/T1 = P2V2/T2.

Por que a temperatura deve estar em Kelvin?

A pressão e o volume do gás são proporcionais à temperatura absoluta. Kelvin começa no zero absoluto, então relações como T2/T1 refletem mudanças reais na energia das partículas. Celsius e Fahrenheit fornecem resultados incorretos.

Como faço para converter Celsius em Kelvin?

Adicione 273,15 ao valor Celsius. Por exemplo, 25 °C é igual a 298,15 K.

Como faço para converter Fahrenheit em Kelvin?

Subtraia 32, multiplique por 5/9 e adicione 273,15. Por exemplo, 68 °F é igual a 293,15 K.

Esta calculadora pode converter unidades de temperatura sozinha?

Sim. Ele aceita K, °C e °F como entrada e retorna o resultado em todos os três. A tabela de conversão nesta página também permite verificar os valores manualmente.

O que acontece com a temperatura se a pressão e o volume aumentarem?

A temperatura sobe fortemente porque ambas as mudanças a empurram para cima. Pressão mais alta e volume maior juntos significam um produto PV maior, e a temperatura é proporcional ao PV para uma quantidade fixa de gás.

E se a pressão aumentar e o volume diminuir?

Compare os produtos. Se P2V2 for maior que P1V1, a temperatura aumenta. Se for menor, a temperatura cai. Se forem iguais, a temperatura permanece a mesma.

Posso resolver a temperatura se a quantidade de gás mudar?

Não. A lei dos gases combinados requer um número constante de moles. Use a lei dos gases ideais (PV = nRT).

Por que obtenho uma temperatura negativa em Kelvins?

Kelvin não pode ir abaixo de 0, portanto, um resultado negativo sinaliza um erro de entrada, como pressão manométrica inserida em vez de pressão absoluta ou valores iniciais e finais trocados.

A calculadora de temperatura é precisa para gases reais?

É preciso em pressões baixas a moderadas e temperaturas bem acima do ponto de ebulição. Em pressões muito altas ou perto da condensação, os gases reais desviam-se do comportamento ideal.

A lei me diz quanto calor foi adicionado?

Não. Relaciona apenas os estados inicial e final. Encontrar calor requer a capacidade térmica do gás e o tipo de processo, que está além da lei dos gases combinados.