Quando falamos do comportamento térmico dos gases, devemos retomar a definição a respeito de Gás. Assim, definimos gás como sendo um fluido que possui as propriedades de compressibilidade e expansibilidade e que tende a ocupar todo o espaço em que está contido. Em razão da composição de cada tipo de gás, eles apresentam características distintas, mas quando são submetidos a baixas pressões e altas temperaturas, esses gases passam a se comportar de forma semelhante.
Um gás é considerado perfeito ou ideal quando apresenta algumas características como:
- há choques perfeitamente elásticos constantemente entre suas moléculas e as paredes do recipiente.
- não existem forças de coesão entre as moléculas que estão relativamente muito afastadas umas das outras.
- o volume da molécula é desprezível comparado ao do gás, sendo assim, elas são tratadas como pontos materiais etc.
Com base nesses princípios, a caracterização do estado de um gás pode ser feita por um conjunto de três variáveis: sua temperatura, sua pressão e seu volume. Essas variáveis recebem o nome de variáveis de estado. Por definição, um gás encontra-se em estado normal, ou em condições normais de Temperatura e Pressão (CNTP), quando sua pressão é a atmosfera normal e a 0ºC. A equação de estado do gás perfeito ou ideal é conhecida como equação de Clapeyron.
A equação de Clapeyron estabelece que a relação entre pressão, volume e temperatura é diretamente proporcional à quantidade de gás.
A mistura física de gases perfeitos é a reunião de amostras de dois ou mais gases ideais, sem que ocorram reações químicas entre suas partículas, isto é, as interações existentes são estritamente físicas. Segundo a equação de Clapeyron temos:
Calculando o número de mols de cada gás antes da mistura, temos:
Como o número de mols da associação é igual à soma de mols dos gases componentes, temos:
Desta forma, quando lidamos com gases perfeitos, o valor