Estudo dos Gases e Termodinâmica

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Estudo dos gases
Termodinâmica
AULA 007
Estudo dos gases
A concepção do que é a fase gasosa da matéria foi sendo construída por muitas descobertas da Física, não sendo resultado da conceituação feita por apenas um pesquisador brilhante sobre essa questão como a entendemos hoje. O estudo dos gases compreende a análise da matéria quando se apresenta no estado gasoso, sendo este o seu estado termodinâmico mais simples.
Estado gasoso
	Pressão (p)
	Volume (V)
	Temperatura (T)
A transformação gasosa ocorre quando pelo menos uma das variáveis de estado se modifica.
Variáveis de estado
Pressão
As partículas que compõem um gás exercem força sobre as paredes de um recipiente. A medida dessa força por unidade de área representa a pressão do gás.
 Lei de Charles
Volume
Como existe uma grande distância entre os átomos e moléculas que compõem um gás, a força de interação entre suas partículas é muito fraca.
Gay-Lussac
Temperatura
A temperatura de um gás representa a medida do grau de agitação das moléculas. Desta forma, a energia cinética média de translação das moléculas de um gás é calculada através da medida da sua temperatura.
P.V 
Lei de Boyle-Mariotte
Transformações gasosas
Isotérmicas: a temperatura do sistema permanece constante.
Isobáricas: a pressão é mantida constante.
Isovolumétricas (isométricas ou isocóricas): o volume permanece constante. 
Considerando certa quantidade de gás colocada em um recipiente, denomina-se transformação gasosa qualquer operação em que pelo menos uma das variáveis de estado sofre alteração.
Robert Boyle e Edme Mariotte (1620-1684) estudaram, de modo independente, as transformações gasosas nas quais a temperatura era mantida constante, verificando que a pressão do gás e seu volume variavam segundo uma proporção inversa: se o volume aumenta certo percentual, a pressão diminui na mesma razão, e vice-versa.
Transformação isotérmica: Lei de Boyle-Mariotte
Lei de Boyle: a pressão exercida por um gás ideal é inversamente proporcional ao seu volume. 
p  V = constante
Considerando o estado inicial A e final B de um gás ideal sofrendo uma transformação isotérmica, temos:
pA  VA = pB  VB
DORLING KINDERSLEY/GETTY IMAGES
Transformação isotérmica: Lei de Boyle-Mariotte
Transformação isotérmica: Lei de Boyle-Mariotte
Transformação isotérmica: Lei de Boyle-Mariotte
Isotermas
Transformação isobárica: Lei de Charles e Gay-Lussac
Transformação isobárica é aquela em que a pressão do gás no interior de um recipiente se mantém constante, alterando-se, portanto, o volume e a temperatura.
Cesar Charles (1746-1823) e Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) enunciaram a lei dessa transformação, em que o volume ocupado pelo gás e a temperatura absoluta são diretamente proporcionais:
= 
Transformação isobárica: Lei de Charles e Gay-Lussac
Exemplo
A equação de Boyle-Mariotte, isotérmica, refere-se a:
 
Pressão constante
Volume constante
Temperatura constante
Gás perfeito e gás real ou ideal
Em um gás real, as moléculas não se movimentam de forma totalmente livre, em razão das forças de interação existentes entre elas.
Em um gás perfeito, só há interação entre as moléculas quando elas se chocam.
Transformação isométrica/ isovolumétrica : Lei de Charles
A transformação gasosa que acontece sem alteração de volume é chamada de transformação isométrica, isocórica ou isovolumétrica.
O francês Jacques Alexandre Cesar Charles concluiu que, em uma transformação de determinada massa gasosa a volume constante, as variações da pressão e da temperatura absoluta são diretamente proporcionais:
= 
Exemplo
Certa massa gasosa, contida em um recipiente rígido de volume variável, inicialmente nas CNTP, ocupa
um volume de 5 L. Fornecendo calor ao gás, sua temperatura sobe "isobaricamente" para 409,5 ºC.
a) Calcular o novo volume ocupado pelo gás.
b) Traçar o diagrama do volume em função da temperatura, na escala Celsius.
OBRIGADO! 
PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 2. São Paulo: Ed do Brasil, 2016.
BONJORMO, J. R.; RAMOS, C. M.; PRADO; E. P.; BONJORNO, V.; BONJORNO, M. A.; CASEMIRO, R.; BONJORNO, R. F. S. A. Física: Termologia, Ondulatória e Óptica , 2º ano. São Paulo: FTD, 2016. 
BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: Termologia, Ondulatória e Óptica, 2°/ Benigno Barreto Filho, Claudio Xavier da Silva. - 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.
MARTINI, Glorinha. SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 2. 3ª Edição. São Paulo: Moderna, 2016.
REFERÊNCIAS
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