Equação de Estado de Gases Ideais
A equação de estado apresentada, PV = RT, é válida para gases ideais em condições específicas onde:
- P representa a pressão em libras por pé quadrado (lbs/sq.ft.);
- V é o volume específico do gás (volume por unidade de massa);
- R é a constante específica do gás, para o ar, por exemplo, R = 53,345;
- T é a temperatura absoluta em graus Rankine (°R), obtida somando-se 459,4 à temperatura em Fahrenheit (°F).
Limitações da Fórmula
- Variação Extrema de Pressão e Temperatura: A fórmula PV = RT perde sua validade em situações extremas como:
- Altas pressões, onde o gás começa a se comportar como um líquido.
- Baixas pressões extremas, onde a pressão do sistema tende a zero.
- Aplicações em Aeronáutica: Situações práticas onde esses extremos ocorrem são:
- Túnel de vento supersônico.
- Camadas externas da atmosfera.
Melhorias da Fórmula para a Engenharia Aeronáutica
Para aplicações práticas, a equação pode ser ajustada com a densidade do ar (ρ). A relação entre densidade (ρ), pressão e temperatura pode ser derivada diretamente da equação de estado, fornecendo: P=ρRTP = ρRT
Aqui:
- ρ é a densidade (massa por unidade de volume);
- R permanece como a constante do gás;
- T é a temperatura absoluta.
Essa formulação é amplamente usada na aviação, especialmente em cálculos aerodinâmicos e de performance de motores, onde a densidade do ar afeta diretamente a sustentação e o arrasto da aeronave.
