teoriA CINETICA DOS GASES

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Campus de Alfenas
Curso de Graduação em Química Bacharel
Físico Química
 
 
 
 
 
 
Teoria Cinética dos gases
 
 
 
Componentes:
Monique Steigleder Thomaz 
Gizele Aparecida de Almeida
 
 
Alfenas-MG
18 de maio de 2017
 Teoria Cinética dos gases
 
 
Trabalho apresentado á professora Alzira, na disciplina Físico Química, no Curso de Química Bacharel, da Universidade Federal de Alfenas-MG, Campus de Alfenas como pré-requisito parcial da avaliação do semestre letivo 2017.1.
 
 
 
Alfenas-MG
18 de maio 2017
Teoria Cinética dos gases
O que é teoria cinética dos gases?
A teoria cinética dos gases estuda o comportamento das partículas do gás aplicando as leis da mecânica no seu movimento justificando a pressão, o volume e a temperatura. Por ter um caráter estático é necessário que o sistema considerado seja constituído por um número suficientemente grande de partículas, assim ao invés de tenta determinar o valor da velocidade de cada partícula, porque as partículas apresentam diferentes velocidades vamos definir os valores médios dessas grandezas.
 Características de um gás Ideal:
-As moléculas de um gás só interagem entre si
-O gás ocupa todo o volume do recipiente
- Movimenta-se continuamente de forma desordenada
-Possuem grande expansibilidade e compressibilidade
- As moléculas tem grande grau de liberdade (caótico e desordenado)
-Força de coesão mínima
-Força de repulsão máxima
-Colisões entre partículas perfeitamente elásticas
Características de um gás Real:
-Possuem forças intermoleculares ( atrativas e repulsivas) existem e interferem nos valores de volume e pressão
-Nos gases comprimidos as moléculas estão próximas tornando as forças repulsivas relevantes
- As partículas dos gases possuem volume não negligenciáveis
-Podem mudar do estado físico para uma fase condensada
A pressão de um Gás 
A pressão é definida como força dividida pela área sobre a qual a força é aplicada . Quanto maior for a força que atua sobre uma área, maior será a pressão. A origem da força exercida por um gás , sobre as paredes do recipiente que ó contem , é a sequencia incessante de colisões das molécula as com as paredes do recipiente. As colisões são tão numerosas que elas exercem uma força efetivamente constante que se manifesta como uma pressão constante. A unidade SI de pressão , o pascal (Pa), é definida como 1 Newton por metro quadrado.
Pressão = 
Ou seja,
P = 
Esta definição de pressão de um gás é coerente com a da pressão nos sólidos, definida por:
P = 
Com efeito,
P =  = 
 
A pressão de um gás é , portanto , uma consequência macroscópica dos choques moleculares das suas partículas sobre as paredes do reservatória onde se encontram . As partículas de um gás dispõem de grande liberdade de movimentos e deslocam-se no espaço em todas as direções , chocando entre si ou com as superfícies de todos os corpos (sólidos ou líquidos) com que gás entra em contato, como mostrado na figura 1.
	
 
Figura 1:
 Quanto maior os números de choques das partículas de um gás que ocorrem em uma superfície, maior é a pressão exercida pelo gás. 
Temperatura de um Gás
A temperatura T , é a propriedade que indica o sentido do fluxo de energia através de uma parede rígida e termicamente condutora . Se a energia passa de A para B quando dois corpos (A e B) estão em contato dizemos que a temperatura de A é mais elevada do que B. 
 Volume de um Gás 
 É espaço ocupado por um gás em um determinado recipiente. 
Numero de Avogadro
O numero de Avogadro foi determinado experimentalmente e é definido como o numero de moléculas existente em um mol , então 1 mol = 6,02 x 1023 mol-1 
A teoria cinética dos gases 
O estudo da pressão e temperatura de um gás com variáveis microscópicas, diz que:
- O gás é composto por inúmeras moléculas. O espaço entre cada molécula é muito menor que a dimensão da partícula (infinitamente pequenas). Ou seja, o volume que as partículas ocupam é insignificante. Por terem tamanhos praticamente desprezíveis é que o gás tem a capacidade de expandir facilmente e da grande dilatação térmica.
- As moléculas tem movimento perpétuo e aleatório. Isto é desordenado, se movem para qualquer direção e com qualquer velocidade.
- A única interação que existe entre as moléculas são as colisões entre si. Elas também sofrem colisões com a parede do recipiente. Essas colisões são perfeitamente elásticas, fazendo com que a energia cinética total e a quantidade movimento total se conservem. As moléculas apresentam movimento retilíneo Uniforme (MRU).
 -Todas as moléculas do gás são idênticas. Portanto, o gás é tratado como uma substância pura.
O postulado do movimento apoia-se sobre os conhecidos fenômenos de difusão de gases de líquidos e até de sólidos. Além da energia cinética e translação, as moléculas de um gás , ou de um liquido , possuem energia cinética de rotação, enquanto no interior das moléculas os átomos são dotados de energia vibratória (cinética + potencial). As partículas de um solido também possuem energia vibratória. Admite-se também que além da energia cinética, as moléculas possuam energia potencial como consequência das forças intermoleculares de atração de repulsão.
Partindo desses postulados, Boltzmann e Maxwell mostram que a energia cinética média do total de moléculas de um gás ideal é proporcional à temperatura conforme a expressão:
 
Onde k é a constante de Boltzmann e N é o número de moléculas. O valor de k pode ser calculado a partir da constante dos gases R e do número de Avogadro NA por
 
A expressão obtida mostra que a temperatura é proporcional à energia cinética média das moléculas de um gás ideal. Assim, temos que a temperatura é uma média do grau de agitação das moléculas de um gás.
 
 
Cálculo cinético da pressão
Vamos considerar N moléculas um gás ideal em um recipiente em forma de um cubo de aresta L e considerar os eixos cartesianos paralelos as arestas.
 
Energia Cinética de Translação
As moléculas de um gás ideal não interagem entre si , por isso ao existe força potencial a única energia existente é a energia cinética de translação
 K=3/2 Kb T
 
Percurso Médio