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O comportamento térmico dos gases Teoria Cinética dos Gases O que é um gás? Gás é definido, como um fluido que pode ser comprimido infinitamente e que assume a forma do recipiente que contiver. Não irá mudar de estado, diferente do vapor. “Além do mais, nós já estamos submersos! Submersos??????????? O que é atmosfera? A atmosfera é como se fosse um grande oceano sobre as nossas cabeças” Atmosfera Camada gasosa que envolve a terra É fácil de visualizar a atmosfera? O gás que vivemos mergulhados? A fim de facilitar o estudo do comportamento dos gases criou-se um modelo simplificado, denominado gás perfeito ou gás ideal. Mas, porque um modelo? Para facilitar o estudo, visto que diferente dos sólidos e líquidos que são fáceis de serem visualizados, caracterizados e entendidos, os gases não o são. Teoria cinética dos gases: que se baseia na cinética das partículas que forma o gás, ou seja, no movimento destas. E esse modelo de gás define o que vamos chamar de gás ideal, onde vamos conhecer suas característica e vai ser possível comparar este gás aos outros gases. Características dos gases ideiais As partículas que contituem este gás ideal são consideradas de dimensões quase despresíveis, ou seja muito pequenas. Este gás se ajusta a qualquer espaço a ele fornecido, e seu VOLUME vai ser igual ao espaço do recipiente. As partículas que contituem estes gás ideal tem movimentos aleatórios. As partículas que constituem o gás ideial só interagem durante as colisões, consideradas de curta duração e perfeitamente elásticas (Ocorre entre as partículas e as paredes do recipiente.) Não há perda de energia. A força que as partículas do gás exerce sobre as paredes do recipiente nos fornece a pressão. Quanto maior a agitação das partículas, maior a temperatura do gás e quanto menor a temperatura, menor a agitação dessas partículas. Pressão É uma grandeza definida pela intensidade da força sobre uma área. Se conhecermos o volume a pressão e a temperatura podemos dizer que conhecemos o ESTADO DO GÁS As características do gás. O estado de um gás depende de três variáveis: Pressão Volume (litros) Temperatura (sempre em Kelvin) Percebemos que o estado do gás muda. A partir do momento que 2 dessas três grandesas: pressão, volume e temperatura, variam. Passa para um estado diferente. Sendo assim temos uma transformação gasosa. Que é dividida em 3. Há três mudanças de estado importantes: Transformação Grandeza constante Conhecida como Lei de ISOTÉRMICA temperatura Boyle - Mariotte ISOBÁRICA pressão Charles - Gay Lussac ISOCÓRICA volume Charles - Gay Lussac Transformações gasosas Uma certa quantidade de gás sofre uma transformação de estado, quando pelo menos duas de suas variáveis se modificam. V x P V x T P x T LEI DE BOYLE - MARIOTTE Robert Boyle (1627 – 1691) “Numa transformação em temperatura constante, o volume V ocupado por uma dada massa de um gás é inversamente proporcional à pressão P a que ela está submetida.” A lei de Boyle e a transformação isotérmica: A pressão e o volume são inveramente proporcionais. P1= 1 atm V1 = 2 L Estado inicial P2 = 2 atm V2 = 1 L Estado final P .V = K P1 . V1 = P2 . V2 Transformação Isotérmica Lei de Boyle P1.V1 = P2.V2 Transformação isobárica Nessa transformação a pressão é conservada. Regida pela Lei de Charles e Gay-Lussac, esta transformação pode ser expressa por: Nesse processo o volume V e a temperatura T são diretamente proporcionais. Ex: Um balão cheio de gás- Considere que de alguma maneira você consegue aumentar a temperatura do gás; O volume do balão vai aumentar porque a agitação das partículas aumentam. Transformação isocórica Se baseia em uma relação em que, para este caso, o volume se mantém. Regida pela Lei de Charles: Nesse processo a pressão p e a temperatura T são diretamente proporcionais. Ex: Considere um gás dentro um recipiente; Se você conseguir aumentar a temperatura do gás, como seu volume não pode variar, o que ocorre é um aumento de pressão. Equação de Clapeyron Será que a pressão P depende da temperatura? Se a temperatura aumenta a Pressão aumenta? Será que a pressão P depende do número de moléculas? Será que a pressão P depende do volume? Se aumentar o volume do recipiente a pressão aumenta ou diminui? Equação de Clapeyron Essa equação relaciona as variáveis de estado P,T e V com n (quantidade de matéria em mol.). O valor de R(depende das unidades utilizadas para as variáveis de estado.) Fornecido sempre pela questão Equação geral de um gás perfeito É possível reunir as leis de (transformação isobárica), (transformação isovolumétrica ou isocórica) e de (transformação isotérmica), em uma só, que pode ser aplicada a qualquer transformação sofrida por um gás ideal, inclusive quando as três grandezas que define o gás variar de uma situação 1 para uma situação final 2. Podemos usar esta equação quando a massa de gás não variar. Trata-se da equação geral dos gases, que é expressa pela seguinte relação: Exercícios de fixação: 01. Um gás ocupa um volume de 0,76 L sob pressão de 125mmHg. Na mesma temperatura, qual será o volume(L) ocupado se a pressão mudar para 0,1 atm? T = Constante, Lei de Boyle V1 = 0,76 L P1 = 125mmHg Estado 1 Estado 2 P2 = 0,1 atm = 76 mmHg V2 = ? P1.V1 = P2.V2 Aplicando a lei de Boyle: 125. 0,76 = V2 . 76 V2 = 1,25 L
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