fisico quimica

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INTRODUÇÃO A FISICOQUIMICA
Estados da matéria.
A matéria pode ser encontrada em três estados: sólido, líquido e gasoso. O que determina o estado em que a matéria se encontra é a proximidade das partículas que a constitui.
Sólido: Nesse estado físico da matéria, as moléculas se encontram muito próximas, sendo assim possuem forma fixa, volume fixo e não sofrem compressão. As forças de atração (coesão) predominam neste caso. Um exemplo é um cubo de gelo, as moléculas estão muito próximas e não se deslocam, ao menos que passe por um aquecimento.
Líquido: Aqui as moléculas estão mais afastadas do que no estado sólido e as forças de repulsão são um pouco maiores. Os elementos que se encontram nesse estado, possuem forma variada, mas volume constante. Além destas características, possui facilidade de escoamento e adquirem a forma do recipiente que os contém. 
Gasoso: O movimento das moléculas nesse estado é bem maior que no estado líquido ou sólido. As forças de repulsão predominam fazendo com que as substâncias não tomem forma e nem volume constante. Se variarmos a pressão exercida sobre um gás, podemos aumentar ou diminuir o volume dele, sendo assim, pode-se dizer que sofre compressão e expansão facilmente. Os elementos gasosos tomam a forma do recipiente que os contém.
Propriedades da Matéria
	As propriedades das matérias são divididas em macroscópicas e microscópicas. As propriedades macroscópicas são representadas pela temperatura, pressão e volume, ou seja, descrição realizada a nível macroscópico. Já as microscópicas podem ser representadas pelas molécula ou partículas, ou seja, descrevem propriedades especificas do sistema.
Propriedades intensivas e extensivas
	As propriedades físicas podem ser intensivas e extensivas. As intensivas não dependem da quantidade da amostra, já as extensivas dependem da quantidade de material.
	As substâncias podem ser analisadas e identificadas de acordo com suas propriedades físicas e químicas. As propriedades químicas estão relacionadas com a capacidade que a substância tem de transformar-se em outra. Já as propriedades físicas são aquelas que são analisadas e coletadas sem que a composição do material se modifique. Alguns exemplos de propriedades físicas são: massa, volume, temperatura, densidade, ponto de fusão, ponto de ebulição, estado físico (sólido, líquido e gasoso) e propriedades organolépticas, tais como cor, cheiro, sabor e dureza.  As propriedades físicas podem ser classificadas de acordo com a quantidade de amostra em duas categorias:
 Propriedades intensivas: São aquelas que não dependem da massa da amostra. Por exemplo, a temperatura é uma propriedade intensiva, pois imagine que coloquemos água para ferver. Se formos medir a temperatura da água, o valor será o mesmo independentemente se colocarmos o termômetro direto na panela com a água ou se o colocarmos em um copo com um pouco dessa água. A densidade é outra propriedade intensiva. Por exemplo, a densidade de um cubo de gelo e de um iceberg é a mesma (0,92 g/cm3, em temperaturas abaixo de 0ºC ao nível do mar), que é menor que a da água (1,0 g/cm3, sob a temperatura de aproximadamente 4ºC e sob pressão ao nível do mar, que é igual a 1,0 atm). Por isso, tanto um cubo de gelo como um iceberg flutuam sobre a água.
Propriedades extensivas: São aquelas que dependem da massa (“extensão”) da amostra. O volume é um exemplo de propriedade extensiva, pois a massa de 1 kg de algodão ocupará um volume muito maior do que a massa de 1 g desse mesmo material. A energia liberada em combustões também é extensiva, pois a energia liberada na queima de um palito de fósforo é bem menor do que a energia liberada na queima de vários galhos numa fogueira.
	A densidade, uma propriedade intensiva, é um quociente de propriedades extensivas: o volume e a massa. A densidade é invariável, mesmo com a mudança na quantidade de amostra, porque o volume é extensivo. Assim, quando a massa aumenta, o volume aumenta proporcionalmente ou vice-versa. É por isso que a densidade é uma propriedade intensiva.
Densidade = massa 
                    Volume
 Lei dos gases ideais
Ao estudarmos a dilatação dos sólidos e líquidos, vemos que quando esses materiais têm suas temperaturas aumentadas sofrem variação em seu volume, ou seja, dizemos que os materiais líquidos e sólidos sofrem aumento em suas dimensões. Em ralação aos gases, podemos dizer que não possuem o mesmo comportamento dos sólidos e dos líquidos, pelo fato de eles ocuparem todo o recipiente em que estão contidos e também pelo fato de eles poderem estar submetidos a pressões diferentes.
Assim como todos os materiais sólidos e líquidos, os gases são compostos por um número gigantesco de átomos e moléculas que se movimentam de acordo com as leis da cinemática. No entanto, é impossível escrever equações de movimento dessas partículas e tentar acompanhar o movimento de cada uma delas. Por exemplo, o número de moléculas de gás oxigênio e nitrogênio, contidas em um litro de ar, é da ordem de 1022 moléculas. Mesmo os computadores mais potentes não conseguem levar em conta tamanho número de equações. Para simplificar o estudo, costuma-se trabalhar com características macroscópicas dos gases. Por exemplo, a pressão que um gás exerce sobre as paredes do reservatório que o contém é a medida da força total exercida pelas moléculas que estão se chocando contra a parede naquele instante, dividida pela área em questão. Assim, apesar de não se conhecer com detalhe a contribuição de cada molécula para a força total, pode-se medir a contribuição média por molécula para a pressão.
Usualmente, descrevemos um gás a partir de quatro variáveis, que podem ser facilmente medidas em laboratório: a temperatura, o volume, a pressão e a quantidade de gás (em massa ou em número de moléculas). Entretanto, pode ocasionar a variação de outra. Ao alterarmos a temperatura do gás, seu volume ou sua pressão irá mudar.Para que tenhamos um gás ideal, precisamos que ele seja portador de algumas características básicas.
Características de um gás ideal
É composto de partículas puntiformes, ou seja, de tamanho desprezível; dessa maneira, elas não podem realizar movimento de rotação. A força de interação elétrica entre as partículas devem ser nulas, ou seja, elas devem estar bem afastadas para que não haja força elétrica. Há ocorrência de interação apenas durante as colisões, que são perfeitamente elásticas; e após esta colisão entre duas partículas, não há perda de energia na forma de calor. Então, para que o gás possa ser dito ideal, deve ter pressão baixa (as partículas devem estar mais afastadas uma das outras) e alta temperatura (as partículas devem vibrar com mais energia). O estudo do comportamento dos gases resultou em uma relação entre as variáveis: temperatura, pressão, volume e número de mols do gás. Essa relação matemática é conhecida como a Lei dos Gases Ideais. A maioria dos gases reais se comporta de acordo com esta lei. Apenas em poucas situações, como próximo de uma transição de fase ou temperaturas muito baixas, esta lei não é obedecida. A Lei dos gases ideais nos permite determinar o valor de uma das variáveis de estado de um gás se conhecermos as outras três. Assim, quando o número de mols de um gás permanece constante, a Lei dos Gases Ideais é expressa pela seguinte equação:
 P.V=n.R.T
Onde P é a pressão; V é o volume; n é o número de mols, R é a constante dos gases e T é a temperatura. Um gás é dito ideal quando obedece à Lei dos Gases Ideais. Esta lei é a combinação das Leis de Boyle, de Charles e da Lei de Gay-Lussac e Avogadro.
Exercicios:
1) Se dois mols de um gás, à temperatura de 27 ºC, ocupam um volume igual a 57,4 litros, qual é, aproximadamente, a pressão desse gás? (Adote R = 0,082 atm.L/mol.K).
a) ≈ 0,76 atm
b) ≈ 0,86 atm
c) ≈ 1,16 atm
d) ≈ 8,16 atm
e) ≈ 0,66 atm
2) Qual é o volume molar de um gás que está submetido à pressão
de 3 atm e à temperatura de 97 ºC?
a) V = 10,1 L
b) V = 1,01 L
c) V = 13,56 L
d) V = 10,99 L
e) V = 11 L
3) Uma certa quantidade de gás ideal a 10ºC e 10x105Pa ocupa um volume de de 2,50 m3.
a) quantos mols do gás estão presentes.
b) Se a pressão for aumentada para 300x105Pa e temperatura aumentada para 30ºC, qual o volume?
4) Determine o número de mols de um gás que ocupa volume de 90 litros. Este gás está a uma pressão de 2 atm e a uma temperatura de 100K. (Dado: R = 0,082 atm.L/mol.K)