Lei dos Gases

As variáveis temperatura, pressão e densidade, conhecidas como variáveis de estado, são relacionadas nos gases pela chamada lei dos gases ideais. Por definição, um gás ideal segue a teoria cinética dos gases exatamente, isto é, um gás ideal é formado de um número muito grande de pequenas partículas, as moléculas, que tem um movimento rápido e aleatório, sofrendo colisões perfeitamente elásticas, de modo a não perder quantidade de movimento. Além disso, as moléculas são tão pequenas que as forças de atração entre elas são omissíveis. Embora a lei dos gases tenha sido deduzida para gases ideais, ela dá uma descrição razoavelmente precisa do comportamento da atmosfera, que é uma mistura de muitos gases. A lei dos gases pode ser expressa como:

(4.1)
Onde p, e T são pressão, densidade e temperatura absoluta. R é a constante do gás. Para o ar seco (sem vapor d’água).

(4.2) A equação (4.1) pode ser modificada de modo a ser aplicável ao ar úmido, conforme será visto no próximo capítulo. A lei dos gases afirma que a pressão exercida por um gás é proporcional a sua densidade e temperatura absoluta. Assim, um acréscimo na temperatura ou na densidade causa um aumento na pressão, se a outra variável (densidade ou temperatura) permanece constante. Por outro lado, se a pressão permanece constante, um decréscimo na temperatura resulta em aumento na densidade e vice versa. Pode parecer, a partir do parágrafo anterior, que em dias quentes a pressão será alta e em dias frios será baixa. Contudo, isto não ocorre necessariamente. A dependência da pressão em relação a duas variáveis interdependentes (densidade e temperatura) complica o assunto. Como na atmosfera o volume de ar pode variar, variações na temperatura afetam a densidade do ar, isto é, a densidade varia inversamente com a temperatura. Em termos da lei dos gases isto significa que o aumento da temperatura não é normalmente acompanhado por um aumento na pressão ou que decréscimo