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131232030812049 GASES E TERMODINAMICA.

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X SAIR
Estudo dos gases
MARTIN F. CHILLMAID/SCIENCE PHOTO LIBRARY/LATINSTOCK
X SAIR
O estado gasoso
1 Estudo dos gases 
COREL/CID
JOSÉ GIL/SHUTTERSTOCK
X SAIR
O 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
1 Estudo dos gases 
X SAIR
Estados físicos da matéria
1 Estudo dos gases 
Sublimação
(sólido em
gás ou gás
em sólido)
Gás
Evaporação
(líquido em gás)
Condensação
(gás em líquido)
Líquido
Sólido
Congelamento
(líquido em sólido)
Fusão (sólido
ou vidro em líquido)
X SAIR
Gases reais vs gases ideais
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 ideal, só há interação entre as moléculas quando elas se chocam.
1 Estudo dos gases 
X SAIR
Transformações gasosas
Isotérmicas: a temperatura do sistema permanece constante.
Isobáricas: a pressão é mantida constante.
Isovolumétricas (isométricas ou isocóricas): o volume permanece constante. 
1 Estudo dos gases 
X SAIR
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
1 Estudo dos gases 
DORLING KINDERSLEY/GETTY IMAGES
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Transformação isotérmica
1 Estudo dos gases 
3p
3V
p
T
T
V
X SAIR
Transformação isotérmica
Isotermas
1 Estudo dos gases 
p
T3
T2
T1
V
X SAIR
Transformação isobárica
Experimento de Joseph-Louis Gay-Lussac para transformações a pressão constante
1 Estudo dos gases 
DORLING KINDERSLEY/GETTY IMAGES
X SAIR
Transformação isobárica
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:
1 Estudo dos gases 
X SAIR
Dilatação dos gases
Diferentemente de líquidos e sólidos, todos os gases têm o mesmo coeficiente de dilatação volumétrica.
1 Estudo dos gases 
X SAIR
Transformação isovolumétrica
1 Estudo dos gases 
Tubo de vidro
Manômetro
DORLING KINDERSLEY
X SAIR
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:
1 Estudo dos gases 
X SAIR
Capítulo 2
Equação de um gás ideal
X SAIR
Alteração simultânea das três variáveis de
estado de um gás
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): 
2 Equação de um gás ideal
X SAIR
Analisando a densidade e a massa molar
Sob pressão e temperaturas constantes, a densidade d de um gás é uma grandeza diretamente proporcional à massa molar M.
2 Equação de um gás ideal
X SAIR
Analisando as transformações isobáricas
Sob pressão constante, a densidade de um sistema gasoso é uma grandeza inversamente proporcional à temperatura do sistema.
2 Equação de um gás ideal
X SAIR
Analisando as transformações isotérmicas
Sob temperatura constante, a densidade de um sistema gasoso é uma grandeza diretamente proporcional à pressão do sistema.
2 Equação de um gás ideal
X SAIR
Equação de Clapeyron
As variáveis de estado pressão (p), volume (V ) e temperatura (T ) 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
2 Equação de um gás ideal
X SAIR
Lei geral dos gases ideais (ou perfeitos)
Igualando I e II, chegamos à lei geral dos gases ideais:
2 Equação de um gás ideal
X SAIR
Exercicios 
 1.Um cilindro com êmbolo móvel contém 100mL de CO2 a 1,0 atm. Mantendo a temperatura constante, se quisermos que o volume diminua para 25 mL, teremos que aplicar uma pressão igual a:
a) 5 atm.
b) 4 atm.
c) 2 atm.
d) 0,4 atm.
e) 0,1 atm
X SAIR
Exercicios 
2. Sem alterar a massa e a temperatura de um gás, desejamos que um sistema que ocupa 800 mL a 0,2 atm passe a ter pressão de 0,8 atm. Para isso, o volume do gás deverá ser reduzido para:
a) 600 mL.
b) 400 mL.
c) 300 mL.
d) 200 mL.
e) 100 mL.
X SAIR
Exercicios 
3. Uma certa massa de gás, é mantida com temperatura constante, apresenta 100 cm3 confinados a 1 atm de pressão. Qual o volume final da mesma massa de gás, quando a pressão passar para 4 atm? 
a) 20 cm3 
b) 25 cm3
c) 50 cm3
d) 75 cm3 .
e) 400 cm3 . 
X SAIR
Exercicios 
 4.A cada 10m de profundidade a pressão sobre um mergulhador aumenta de 1 atm com relação à pressão atmosférica. Sabendo-se disso, qual seria o volume de 1 L de ar (comportando-se como gás ideal) inspirado pelo mergulhador ao nível do mar, quando ele estivesse a 30 m de profundidade? 
a)3 L. 
b) 4 L. 
c) 25 mL. 
d) 250 mL. 
e) 333 mL. 
X SAIR
Exercicios 
5. Um recipiente cúbico de aresta 20 cm contém um gás à pressão de 0,8 atm. Transfere-se esse gás para um cubo de 40 cm de aresta, mantendo-se constante a temperatura. A nova pressão do gás é de: 
a) 0,1 atm. 
b) 0,2 atm. 
c) 0,4 atm. 
d) 1,0 atm 
e) 4,0 atm.
*
*
Professor: na maioria das vezes, os gases não são visíveis, embora possamos comprovar sua presença por meio de alguns fenômenos. O ar quente, menos denso que o ar circundante, é responsável pela flutuação dos grandes balões. Os tubos fluorescentes contêm material gasoso o qual, ao ser percorrido por um corrente elétrica, emite radiação ultravioleta, que produz luz visível ao incidir sobre o revestimento interno do tubo.
*
Professor: quando se aumenta (A) ou se diminui (B) a pressão sobre um gás preso em um recipiente com um êmbolo móvel, esse gás passa por uma transformação gasosa. 
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Professor: a figura mostra as relações entre os três principais estados físicos da matéria. Nos sólidos, as partículas tendem a se manter unidas devido à intensidade das forças de coesão entre as moléculas. Nos líquidos, as forças de coesão são menos significativas, mas o grau de liberdade de movimentação das moléculas ainda é limitado. Em materiais nesse estado, as partículas não se separam totalmente, mas não apresentam forma fixa. Nos gases, ocorrem choques entre as moléculas com maior frequência, e essas partículas tendem à dispersão. 
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Professor: na figura, aparelho composto de bomba pneumática, manômetro e tubo de vidro contendo óleo e gás, utilizado para realizar transformações isotérmicas e demonstrar a lei de Boyle. Ao acionarmos a bomba, sua pressão se transmite à coluna de óleo no tubo de vidro, a qual, por sua vez, alcança maior altura. Consequentemente, o volume ocupado pelo gás diminui. O manômetro é utilizado para medir a pressão aplicada.
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Professor: o experimento é realizado em um cilindro munido de êmbolo sobre o qual podem ser colocados pesos conhecidos. O cilindro fica mergulhado em água continuamente renovada, de tal modo que sua temperatura se mantenha intencionalmente constante. Considere que os experimentos como o esquematizado sejam realizados em sistemas em que não ocorra vazamento de moléculas para o meio externo. Quando a pressão em cima do êmbolo é diminuída em 1/3 (dois pesos são retirados), o volume que o gás ocupa triplica.
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Professor: esquema simplificado do dispositivo que permitiu a Gay-Lussac (1778-1850) estudar experimentalmente a variação do volume de um gás em função da temperatura em que a massa de ar se encontra. A pressão sobre o gás é mantida constante. O gráfico mostra os resultados do
experimento.
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Professor: na foto, esquema de dispositivo que permite estudar experimentalmente a variação da pressão de um gás em relação à sua temperatura. O termômetro mede a temperatura da água em banho-maria, que é igual à do gás, devido ao equilíbrio térmico entre essa água, o balão de vidro e a massa de gás. O gráfico mostra como essa temperatura varia em função da pressão medida no manômetro.
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Professor: se em uma transformação isobárica a temperatura do sistema gasoso duplicar, seu volume também duplicará. A densidade do gás, por sua vez, se tornará a metade da densidade inicial do sistema.
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Professor: se em uma transformação isotérmica a pressão exercida pelo gás triplicar, o volume do gás se tornará três vezes menor, e a densidade triplicará.
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