Transformação isocórica (isovolumétrica)

Transformação isocórica (isovolumétrica) é um processo termodinâmico em que o volume se mantém o mesmo em um sistema fechado.

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A transformação isocórica (isovolumétrica) é um processo termodinâmico que consiste na conservação do volume ainda que seja variada a temperatura ou a pressão do fluido. Nessa transformação, a pressão e a temperatura da amostra variam de maneira diretamente proporcional. Ela foi desenvolvida pelo Jacques Charles (1746-1823).

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Leia também: Você sabe o que é transformação isotérmica?

Tópicos deste artigo

Resumo sobre transformação isocórica (isovolumétrica)

  • A transformação isocórica (isovolumétrica) é um processo termodinâmico que acontece quando os fluidos apresentam volume constante estando em um sistema fechado.
  • Calculamos a transformação isocórica pela razão da pressão inicial e temperatura inicial igual à razão da pressão final e temperatura final.
  • As transformações isotérmica, isobárica e isovolumétrica são tipos de transformações gasosas.

O que é transformação isocórica?

 Ilustração explicando a transformação isocórica (isovolumétrica).
Na transformação isocórica, o volume é constante, então a temperatura e a pressão variam.

Também chamada por lei de Charles, a transformação isocórica (isovolumétrica) é uma transformação termodinâmica em que há preservação do volume, independentemente da modifição da pressão ou da temperatura do fluido. Ela foi formulada pelo polímata Jacques Alexandre César Charles (1746-1823) e pode ser enunciada como:

"Com volume constante, a pressão de determinada massa de gás é diretamente proporcional a sua temperatura absoluta, ou seja, a razão entre pressão e temperatura é uma constante."

Sua nomenclatura advém do grego isos, que significa igual, e khoros, que significa espaço, por isso isocórico significa mesmo espaço, volume igual, constante.

A transformação isocórica ocorre quando um gás ou líquido está em um sistema fechado, em que existem trocas de energia com a vizinhança, sob volume constante e em que se modifica a sua pressão e a sua temperatura.

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Fórmula da transformação isocórica

→ Relação entre pressão, volume e temperatura

\(\frac{p_o \ \cdot \ V_o}{T_o} = \frac{p \ \cdot \ V}{T}\)

  • po  → pressão inicial, medida em Pascal [Pa].
  • Vo  → volume inicial, medido em metros cúbicos [m3].
  • To  → temperatura inicial, medida em Kelvin [K].
  • p → pressão final, medida em Pascal [Pa].
  • V  → volume final, medido em metros cúbicos [m3].
  • T  → temperatura final, medida em Kelvin [K].

→ Transformação isocórica (isovolumétrica)

\(\frac{p_o}{T_o} = \frac{p}{T}\)

  • po  → pressão inicial, medida em Pascal [Pa].
  • To  → temperatura inicial, medida em Kelvin [K].
  • p → pressão final, medida em Pascal [Pa].
  • T  → temperatura final, medida em Kelvin [K].

→ Trabalho de um gás em uma transformação isotérmica

W = 0

  • W → trabalho do gás, medido em Joule [J].

Como calcular a transformação isocórica?

Na transformação isocórica calculamos a pressão e a temperatura iniciais e finais empregando a fórmula da transformação isocórica. Pensando nisso, selecionamos um exemplo abaixo:

  • Exemplo:

Um gás em volume constante, e inicialmente numa temperatura de 283 K e sob pressão de 5 Pa, tem sua temperatura aumentada para 373 K. Em vista disso, qual a pressão final sobre o gás?

Resolução:

Calcularemos a pressão do gás empregando a fórmula que relaciona a pressão, o volume e a temperatura:

\(\frac{p_o \cdot V_o}{T_o} = \frac{p \ \cdot \ V}{T}\)

Como o volume é constante, podemos eliminá-lo, resultando na fórmula da transformação isocórica:

\(\frac{p_o}{T_o} = \frac{p}{T}\)

\(\frac{5}{283} = \frac{p}{373}\)

\(p = \frac{5 \ \cdot \ 373}{283}\)

\(p \cong 6,59 Pa\)

Acesse também: Você sabe o que é transformação adiabática?

Transformação isocórica, isobárica e isotérmica

As transformações isotérmica, isobárica e isovolumétrica são transformações gasosas com características distintas. Enquanto a transformação isocórica mantém apenas o volume constante ao longo do tempo, a transformação isobárica mantém a pressão constante, e a transformação isotérmica mantém a temperatura constante.

Exercícios resolvidos sobre transformação isocórica

Questão 1

(PUC) Um pneu de bicicleta é calibrado a uma pressão de 4 atm em um dia frio, à temperatura de 7 °C. Supondo que o volume e a quantidade de gás injetada são os mesmos, qual será a pressão de calibração nos dias em que a temperatura atinge 37 °C?

A) 21,1 atm

B) 4,4 atm

C) 0,9 atm

D) 760 mmHg

E) 2,2 atm

Resolução:

Alternativa B.

Primeiramente converteremos a temperatura da escala Celsius para a escala Kelvin:

7 °C + 273 = 280 K

37 °C + 273 = 310 K

Por fim, calcularemos a pressão do pneu empregando a fórmula da transformação isocórica:

\(\frac{p_i}{T_i} = \frac{p_f}{T_f}\)

\(\frac{4}{280} = \frac{p_f}{310}\)

\(p_f = \frac{310 \ \cdot \ 4}{280}\)

\(p_f \cong 4,4 \ atm\)

Questão 2

(Ufam) Analise as seguintes afirmativas a respeito dos tipos de transformações ou mudanças de estado de um gás.

I – em uma transformação isocórica o volume do gás permanece constante.

II – em uma transformação isobárica a pressão do gás permanece constante.

III – em uma transformação isotérmica a temperatura do gás permanece constante.

IV – em uma transformação adiabática variam o volume, a pressão e a temperatura.

Com a relação as quatro afirmativas acima, podemos dizer que:

A) só I e III são verdadeiras.

B) só II e III são verdadeiras.

C) I, II, III e IV são verdadeiras.

D) só I é verdadeira.

E) todas são falsas.

Resolução:

Alternativa C.

Todos os conceitos das transformações gasosas estão certos.

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (vol. 2). 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (vol. 2). Editora Blucher, 2015.

Escritor do artigo
Escrito por: Pâmella Raphaella Melo Sou uma autora e professora que preza pela simplificação de conceitos físicos, transportando-os para o cotidiano dos estudantes e entusiastas. Sou formada em Licenciatura Plena em Física pela PUC- GO e atualmente curso Engenharia Ambiental e Sanitária pela UFG.
Deseja fazer uma citação?
MELO, Pâmella Raphaella. "Transformação isocórica (isovolumétrica)"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isocorica.htm. Acesso em 09 de julho de 2025.
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Videoaulas


Lista de exercícios


Exercício 1

(UEPG-PR) Um recipiente fechado de volume “V” contém certa massa gasosa à temperatura de 27°C, exercendo uma pressão de 760 mmHg. Após aquecimento, verificou-se que o novo valor da pressão era de 2 atm. Supondo desprezível a variação de volume, a nova temperatura, em °C, do sistema será:

Gráfico de transformação isocórica ou isovolumétrica
Gráfico de transformação isocórica ou isovolumétrica

a) 600°C.

b) 540°C.

c) 327°C.

d) 273°C.

e) 160°C.

VER TODAS AS QUESTÕES
Exercício 2

(Mack-SP) Uma determinada massa fixa de gás contido em um balão encontra-se inicialmente em CNTP.

Em uma transformação isovolumétrica, sabendo-se que a pressão máxima interna permitida pelo balão é de 3,0 atm, se dobrarmos a temperatura absoluta inicial, a pressão final do gás e o efeito sobre o balão serão:
a) 2,0 atm e o balão não estoura
b) 2,0 atm e o balão estoura
c) 3,0 atm e o balão estoura
d) 1,5 atm e o balão não estoura
e) 1,0 atm e o balão não estoura

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Exercício 3

Um gás no estado 1 apresenta volume de 14 L, pressão de 5 atm e temperatura de 300 K. Qual será a pressão do gás em um estado II se o volume permanecer igual a 14 L, mas a temperatura passar para 273 K?

a) 4,55 atm

b) 5,49 atm

c) 0,25 atm

d) 6,75 atm

e) 9,23 atm

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Exercício 4

Considere a seguinte transformação que ocorreu com uma amostra de gás ideal de massa “m”:

Exercícios sobre transformação isocórica ou isovolumétrica
Exercícios sobre transformação isocórica ou isovolumétrica

Qual dos gráficos abaixo melhor representa essa transformação?

Gráficos em exercício sobre transformação gasosa
Gráficos em exercício sobre transformação gasosa

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