Gases ideais

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Gases Ideais: conceitos, leis e 
aplicações 
Os gases desempenham um papel fundamental na Química e na Física, seja no 
comportamento da atmosfera, na engenharia de processos, na compreensão da respiração 
humana ou no funcionamento de motores. Para estudar e prever o comportamento dos 
gases, utiliza-se frequentemente o modelo de gás ideal, uma aproximação matemática que 
descreve de forma simples e eficiente como os gases se comportam sob determinadas 
condições. 
1. O que é um gás ideal? 
Um gás ideal é um modelo teórico que supõe que as partículas gasosas: 
● não possuem volume próprio (pontos materiais); 
 
● não exercem forças intermoleculares entre si; 
 
● movem-se de forma aleatória, contínua e em linha reta; 
 
● sofrem colisões perfeitamente elásticas com as paredes do recipiente. 
 
Nenhum gás real é exatamente ideal, mas muitos gases se comportam como ideais em 
condições de: 
● baixas pressões 
 
● altas temperaturas 
 
Nessas situações, as forças intermoleculares tornam-se desprezíveis. 
2. Variáveis do estado gasoso 
Todo gás é descrito por quatro grandezas fundamentais: 
● P → pressão 
 
● V → volume 
 
● n → quantidade de matéria (mols) 
 
● T → temperatura absoluta (em Kelvin) 
 
Essas grandezas se relacionam por diversas leis empíricas estudadas antes da formulação 
da equação geral dos gases. 
3. Leis dos gases 
3.1 Lei de Boyle-Mariotte (P × V = constante) 
Com temperatura constante: 
P1V1=P2V2P_1V_1 = P_2V_2P1 V1 =P2 V2 
Pressão e volume são inversamente proporcionais. 
3.2 Lei de Charles (V / T = constante) 
Com pressão constante: 
V1T1=V2T2\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}T1 V1 =T2 V2 
Volume e temperatura absoluta são diretamente proporcionais. 
3.3 Lei de Gay-Lussac (P / T = constante) 
Com volume constante: 
P1T1=P2T2\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}T1 P1 =T2 P2 
Pressão e temperatura são diretamente proporcionais. 
3.4 Lei de Avogadro (V ∝ n) 
Volumes iguais de gases, nas mesmas condições de pressão e temperatura, contêm o 
mesmo número de partículas. 
Essa lei fundamenta o conceito de mol para gases. 
4. Equação geral dos gases ideais 
Unificando as leis, obtém-se a famosa equação: 
PV=nRTPV = nRTPV=nRT 
onde: 
● P = pressão 
 
● V = volume 
 
● n = mols 
 
● T = temperatura (K) 
 
● R = constante dos gases (0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹ ou 8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹) 
 
Ela permite prever o comportamento do gás em qualquer situação. 
5. Condições normais de temperatura e pressão (CNTP) 
Em CNTP, define-se: 
● Temperatura: 0 °C (273 K) 
 
● Pressão: 1 atm 
 
Nessas condições: 
● 1 mol de gás ideal ocupa 22,4 L 
 
Esse valor é frequentemente utilizado em cálculos estequiométricos envolvendo gases. 
6. Misturas gasosas e Lei de Dalton 
Em uma mistura de gases, cada gás participa da pressão total como se estivesse sozinho 
no recipiente. 
Ptotal=P1+P2+P3+…P_{\text{total}} = P_1 + P_2 + P_3 + \ldotsPtotal =P1 +P2 +P3 +… 
Cada gás possui sua pressão parcial. 
Pi=Xi⋅PtotalP_i = X_i \cdot P_{\text{total}}Pi =Xi ⋅Ptotal 
onde XiX_iXi é a fração molar do gás. 
7. Difusão e Efusão – Lei de Graham 
A velocidade com que um gás se espalha (difusão) ou passa por pequenos orifícios 
(efusão) é proporcional ao inverso da raiz quadrada de sua massa molar: 
v1v2=M2M1\frac{v_1}{v_2} = \sqrt{\frac{M_2}{M_1}}v2 v1 =M1 M2 
Gases mais leves difundem-se mais rapidamente. 
8. Quando um gás real se afasta do comportamento 
ideal? 
Gases reais desviam-se do comportamento ideal quando: 
● são submetidos a alta pressão (as moléculas ficam muito próximas) 
 
● estão em baixa temperatura (forças intermoleculares aumentam) 
 
● possuem moléculas grandes ou muito polares 
 
Para corrigir esses desvios, utiliza-se a equação de Van der Waals, que incorpora volume 
e atração molecular. 
9. Aplicações dos gases ideais 
A teoria dos gases ideais é usada em diversas áreas: 
9.1 Química e físico-química 
● cálculos estequiométricos envolvendo gases 
 
● determinação de massas molares 
 
● estudos de cinética e termodinâmica 
 
9.2 Engenharia 
● dimensionamento de cilindros e compressores 
 
● análise de combustão 
 
9.3 Medicina e biologia 
● respiração, trocas gasosas 
 
● funcionamento de aparelhos de anestesia 
 
9.4 Meteorologia 
● modelagem da atmosfera 
 
● previsão do tempo 
 
	Gases Ideais: conceitos, leis e aplicações 
	1. O que é um gás ideal? 
	2. Variáveis do estado gasoso 
	3. Leis dos gases 
	3.1 Lei de Boyle-Mariotte (P × V = constante) 
	3.2 Lei de Charles (V / T = constante) 
	3.3 Lei de Gay-Lussac (P / T = constante) 
	3.4 Lei de Avogadro (V ∝ n) 
	4. Equação geral dos gases ideais 
	5. Condições normais de temperatura e pressão (CNTP) 
	6. Misturas gasosas e Lei de Dalton 
	7. Difusão e Efusão – Lei de Graham 
	8. Quando um gás real se afasta do comportamento ideal? 
	9. Aplicações dos gases ideais 
	9.1 Química e físico-química 
	9.2 Engenharia 
	9.3 Medicina e biologia 
	9.4 Meteorologia