Comportamento dos Gases - FÍSICA 2

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Prof. Leila Carvalho 
Comportamento dos Gases 
parte I 
Estados Físicos da Matéria 
 Fases ou estados da matéria - são conjuntos de 
configurações que objetos macroscópicos podem apresentar. 
 
 O estado físico tem a relação com a velocidade do 
movimento das partículas de uma determinada substância. 
 
 Estados ou fases considerados: sólido, líquido e gasoso. 
 
 Outros tipos de fases da matéria, como o condensado de 
bose-einstein ou o plasma são estudados em níveis mais 
avançados de física. 
 
 Chamamos de plasma o quarto e mais abundante estado da 
matéria. 
 
 
O Condensado de Bose-Einstein é uma fase da 
matéria formada por bósons a uma 
temperatura muito próxima do zero absoluto. 
 
Nestas condições, uma grande fração de 
átomos atinge o mais baixo estado quântico, e 
nestas condições os efeitos quânticos podem 
ser observados à escala macroscópica. 
 
A existência deste estado da matéria como 
consequência da mecânica quântica foi 
inicialmente prevista por Albert Einstein em 
1925. 
Sublimação 
(sólido em 
gás ou gás 
em sólido) 
Congelamento 
(líquido em 
sólido) 
Sólido 
Gás Evaporação 
(líquido em 
gás) 
Condensação 
(gás em 
líquido) 
Líquido 
Fusão (sólido 
ou vidro em líquido) 
O que é um gás? 
Um dos estados físicos da matéria com mais 
energia; 
Não possui forma nem volume definido; 
Apresenta uma estrutura desorganizada; 
É considerado um fluido por suas 
propriedades de compressibilidade e 
expansibilidade. 
O gás assume o formato do recipiente, podendo assim 
aumentar ou diminuir o volume. 
Transformações gasosas 
Transformação é qualquer processo que altere uma ou mais 
variável de ESTADO. 
1. Volume (V); 
2. Pressão (p); 
3. Temperatura (θ). 
 
A transformação gasosa ocorre quando pelo menos um das 
variáveis de estado se modifica. 
As transformações gasosas podem 
ser: 
ISOTÉRMICAS- a temperatura permanece constante. 
ISOBÁRICAS – a pressão permanece constante. 
ISOVOLUMÉTRICAS/ISOMÉTRICAS/ISOCÓRICAS – o 
volume permanece constante. 
 
Transformação isotérmica 
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 
θ θ 
p 3p 
V 
3V 
Isotermas 
Gráfico p x V 
Compressão isotérmica Expansão isotérmica 
Unidade no S.I. 
p atm, N/m² 
V m3 , l 
 
Transformação isovolumétrica 
Lei de Charles para transformações a volume 
constante: a pressão do gás é diretamente 
proporcional a sua temperatura absoluta (em 
kelvins): 
 p = k  T 
(k = constante) 
Considerando o estado inicial A e final B de um 
gás ideal sofrendo uma transformação isobárica, 
temos: 
 
Gráfico p X θ 
Gráfico p x V 
 
 
Compressão isovolumétrica 
 
Expansão isovolumétrica 
 
Lei de Charles e Gay-Lussac: o volume 
ocupado por um gás é diretamente proporcional a 
sua temperatura absoluta (em kelvins). 
 V = k  T 
(k = constante) 
Considerando o estado inicial A e final B de um 
gás ideal sofrendo uma transformação isobárica, 
temos: 
Transformação isobárica 
Experimento de Joseph-Louis 
Gay-Lussac para transformações 
a pressão constante 
Transformação isobárica 
Gráfico p x V 
 
 
Compressão isovolumétrica 
 
 
 
Expansão isovolumétrica 
 
Enquanto diminui o volume diminui a temperatura 
Equação de um gás ideal 
Comportamento dos Gases 
parte II 
 Número de Avogadro: 6,023  1023 
 
Mol: 1 mol contém 6,023  1023 partículas (átomos, moléculas, 
elétrons etc.) 
 
Massa molar (M): a massa de 1 mol de moléculas, medida em 
gramas. 
 
 Número de mols (n): 
Alteração simultânea das três variáveis de 
estado de um gás 
Transformações: 
Kg/m3 g/cm3 
1kg = 1000g = 103g 
1m3= 1000000cm3= 106cm3 
 
 
Lei dos Gases Ideais 
O que depende a constante? 
Cte = n.R 
R – constante dos gases ideais : 
R= 8,31j/mol.K (pressão em Newtons); 
R = 0,082 ( pressão em atm) 
 
n = número de mol 
Segundo Avogrado : 1 mol contém 6,023  1023 partículas 
Se; 
Cte = n.R 
Logo; 
 
 
 
As variáveis de estado pressão (p), volume 
(V ) e temperatura (θ ) de uma massa de 
gás ideal contendo n mols de gás estão 
relacionadas pela equação de estado dos 
gases perfeitos (ou ideais): 
 
p  V = n  R  T 
Equação de Clapeyron 
Aplicaçoes 
1- Num determinado instante o recipiente 1 
contém 10 litros de gás, a temperatura 
ambiente e pressão 2 atm enquanto o 
recipiente 2 está vazio. Abrindo-se a torneira, 
o gás se expande, exercendo pressão de 0,5 
atm, enquanto retorna à temperatura 
ambiente. O volume do recipiente 2, em litros 
vale: 
2- Um recipiente indeformável, hermeticamente 
fechado, contém 10 litros de um gás perfeito 
a 30⁰ C , suportando a pressão 2 atm. A 
temperatura do gás é aumentada até atingir 
60⁰ C. 
(a) Calcule a pressão final; 
(b) Esboçe o gráfico p x 
3- Uma dada massa de gás perfeito está em um 
recipiente de um volume 8 litros, a 
temperatura de 7⁰C, exercendo a pressão de 
4 atm. Reduzindo-se o volume a 6 litros e 
aquecendo-se o gás, a sua pressão passou a 
ser 10 atm. Determine a que temperatura o 
gás foi aquecido. 
4-Um recipiente de volume V, totalmente 
fechado, contém 1 mol de um gás ideal, sob 
uma certa pressão p. A temperatura absoluta 
do gás é T e a constante universal dos gases 
perfeitos é R= 0,082 atm.litro/mol.K. Se esse 
gás é submetido a uma transformação 
isotérmica, cujo gráfico está representado 
abaixo, podemos afirmar que a pressão, no 
instante em que ele ocupa o volume é de 32,8 
litros, é: