Resposta:
**Utilizando a Lei de Boyle para calcular o volume final:**
A Lei de Boyle, também conhecida como Lei de Boyle-Mariotte, nos diz que para um gás ideal à temperatura constante, a pressão e o volume são inversamente proporcionais. Matematicamente, podemos expressar isso da seguinte forma:
**P1 * V1 = P2 * V2**
Onde:
* **P1** é a pressão inicial (1 atm)
* **V1** é o volume inicial (30 L)
* **P2** é a pressão final (2,5 atm)
* **V2** é o volume final (que queremos descobrir)
**Substituindo os valores na fórmula:**
1 atm * 30 L = 2,5 atm * V2
**Isolando V2:**
V2 = (P1 * V1) / P2
V2 = (1 atm * 30 L) / 2,5 atm
V2 = 12 L
**Portanto, o volume final do gás será de 12 litros.**
**Explicação do resultado:**
De acordo com a Lei de Boyle, quando a pressão do gás aumenta, o seu volume diminui. No caso em questão, a pressão aumentou 2,5 vezes, o que resultou em uma diminuição do volume para 1/2,5 (ou 40%) do volume inicial.
**Aplicações da Lei de Boyle:**
A Lei de Boyle possui diversas aplicações práticas, como:
* **Previsão do comportamento de gases em motores:** Ao entender como a pressão e o volume de um gás se relacionam, é possível prever o comportamento do gás em motores de combustão interna, por exemplo.
* **Desenvolvimento de sistemas de refrigeração:** A Lei de Boyle também é fundamental para o desenvolvimento de sistemas de refrigeração, pois permite calcular a quantidade de gás necessária para atingir a temperatura desejada.
* **Análise de gases em laboratórios:** Em análises de gases em laboratórios, a Lei de Boyle é utilizada para determinar a quantidade de um gás presente em uma amostra.
**Observações importantes:**
* A Lei de Boyle é válida apenas para gases ideais, ou seja, gases que se comportam de acordo com um modelo teórico simplificado.
* Na aplicação da Lei de Boyle, é crucial garantir que a temperatura permaneça constante durante o processo.
* A Lei de Boyle é um dos princípios fundamentais da termodinâmica e possui diversas aplicações em áreas como física, química e engenharia.
Explicação:
