AULA 01- PROPRIEDADES DOS GASES

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FACULDADE COSMOPOLITA 
 CURSO: FARMÁCIA 
Físico-Química 
Professor: Dr. Ewerton Afonso 
PROPRIEDADES DOS GASES 
 AULA: 01 
 As propriedades dos gases 
Um gás é um conjunto de moléculas (ou 
átomos) em movimento permanente e aleatório, 
com velocidadades que aumentam quando a 
temperatura se eleva. Um gás pode se transformar 
em um líquido? Como? O que ocorre a nível 
molecular?. 
 
Figura 1- Diferentes estados de agregação da matéria. 
 
As propriedades físicas são muito 
semelhantes, particularmente em pressões baixas. 
Por isso, ao invés de descrever as propriedades 
dos gases uma de cada vez, podemos descrevê-
las todas ao mesmo tempo. O fato de os gases 
serem facilmente compressíveis e preencherem o 
espaço disponivel sugere que suas moléculas 
estão muito afastadas uma das outras e em 
movimento caótico incessante. O choque de suas 
moléculas ou átomos contra a parede do recipiente 
que os contém se traduz em uma propriedade 
denominada de Pressão. 
 
 Pressão 
A pressão, P, de um gás é a força, F, 
exercida pelo gás, dividida pela área, sobre a qual 
a força se aplica: 
 
Figura 2- Colisões de átomos 
 
 
 
 
 
 
A unidade SI de pressão é o pascal, Pa = N/M
2
 
 
 1 Pa = 1 kg. m
-2
. s
-2
. 
1 atm = 101325 Pa = 760 mmHg = 760 Tor 
 
Ex1: Qual é a pressão atmosférica se a altura da 
coluna de mercúrio, em um barômetro, é 756 mm? 
Dados: d= 13,546 g.cm
-3
; g= 9,80665 m.s
2-
. 
 
 
Ex2: A densidade da água em 20ºC é 0,998 g.cm
-3
. 
Que altura tem a coluna de líquido de um 
barômetro de água quando a pressão atmosférica é 
corresponde a 1,01 x 10
5
 kg.m
-1
.s
-2
. 
 
Leis dos gases 
As primeiras medidas confiáveis das 
propriedades dos gases foram feitas pelo cientista 
anglo-irlandês Robert Boyle, em 1662, ao estudar o 
efeito da pressão sobre o volume. Um século e 
meio depois, o uso de balões de ar quente, motivou 
dois cientistas franceses, Jacques Charles e 
Joseph-Louis Gay-Lussac, a descobrirem outras 
leis dos gases. Charles e Gay-Lussac descobriram 
como a temperatura de um gás afeta sua pressão, 
volume e densidade. 
 
 Lei de Boyle 
A pressão de uma quantidade fixa de gás 
em temperatura constante é inversamente 
proporcional ao volume; P. V = constante. 
 
 
Figura 3- Gráfico Pressão x Volume 
 
 
 
Figura 4- Gráfico envolvendo colisões entre os átomos. 
 
 
 
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 CURSO: FARMÁCIA 
Físico-Química 
Professor: Dr. Ewerton Afonso 
PROPRIEDADES DOS GASES 
 AULA: 01 
 
 
 
 
 
 
Ex1: Ao empurrar o pistão de uma bomba de 
bicicleta, o volume dentro da bomba diminua de 
100 cm
3
 para 20 cm
3
 antes que o ar comprimido 
flua para o pneu, suponha que a compressão é 
isotérmica. Calcule a pressão do ar comprimido na 
bomba, se a pressão inicial é 1 am. 
 
Ex2: Uma amostra de neônio cujo volume é 1,00 x 
10
-2
 L em 200 Torr se expande isotermicamente em 
um tubo evacuado cujo volume é 0,200 L. Qual é a 
pressão final do neônio no tubo? 
 
Ex3: Uma amostra de gás que está no cilindro de 
uma máquina de teste ocupa o volume de 80 cm
3
 
sob 1,00 atm. Ela sofre compressão isotérmica até 
3,20 atm sob o efeito de um pistão. Qual é o 
volume final da amostra? 
 
 Lei de Charles 
Charles e Gay-Lussac foram inspirados 
pelos problemas associados com a nova tecnologia 
de vôo em balão e levaram a cabo várias 
experiências, independentemente, na esperança de 
melhorar o desempenho dos balões. Eles 
descobriram que, mantendo constante a pressão, o 
volume de um gás aumenta quando a temperatura 
aumenta. O volume de uma quantidade fixa de gás 
sob pressão constante varia linearmente com a 
temperatura, essa relação é chamada de lei de 
Charles. 
 
 
Figura 5- Gráfico Pressão x Temperatura.. 
 
 
 
 
 
Figura 6- Gráfico Volume x Temperatura. 
 
 
 
Figura 7- Gráfico Volume x Temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ex1: Um tanque rígido de oxigênio colocado no 
exterior de um edifício tem a pressão de 20,00 atm 
às 6 horas da manhã, quando a temperatura é 
10ºC. Qual será a pressão no tanque às 18 horas, 
quando a temperatura chega a 30ºC. 
 
Ex2: Uma amostra de gás hidrogênio sob 760 
mmHg na temperatura 20ºC é aquecida até 300ºC 
em um recipiente de volume constante. Qual é a 
pressão final da amostra?. 
 
 
 
 
 
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 Principio de Avogadro 
Uma terceira contribuição para nossa 
compreensão dos gases foi dada pelo cientista 
italiano Amedeo Avogadro, cujo trabalho ajudou os 
cientistas a aceitar a realidade dos átomos. O 
volume molar, Vm, de uma substância – qualquer 
substância, não só um gás – é o volume ocupado 
por um mol de moléculas. Especificamente, se V é 
o volume de uma amostra e n é a quantidade (em 
mols) de moléculas que a amostra contém. 
 
Ex1: Um balão atmosférico de hélio foi enchido em 
-20ºC com 1,2 x 10
3
 mol He até completar o volume 
de 2,5 x 10
4
 L. Qual é o volume molar do hélio em -
20ºC?. 
 
Ex2: Um tanque grande de armazenamento de gás 
natural contém 200 mol CH4(g) sob 1,20 atm. 
Outros 100 mol CH4(g) são bombeados para o 
tanque em temperatura constante. Qual é a 
pressão final no tanque? 
 
 Exercícios Propostos 
 
1ª Questão: Suponhamos que a altura da coluna 
de mercúrio em um barômetro é 600 mm. Qual é a 
pressão atmosférica em pascoals? 
Dados: dHg(20ºC)= 13,546 g.cm
-3
; g= 9,80665 m.s
-2
. 
 
2ª Questão: Ao empurrar o pistão de uma bomba 
de bicicleta, o volume dentro da bomba diminua de 
80 cm
3
 para 20 cm
3
 antes que o ar comprimido flua 
para o pneu. Suponhamos que a compressão é 
isotérmica. Calcule a pressão do ar comprimido na 
bomba, se a pressão inicial é 1 atm. 
 
3ª Questão: Uma amostra de neônio cujo volume é 
2,00 x 10
-2
 J em 100 Torr se expande 
isotermicamente em um tubo evacuado cujo 
volume é 0,200 L. Qual é a pressão final do neônio 
no tubo?. 
 
 
4ª Questão: Uma amostra de gás que está no 
cilindro de uma máquina de teste ocupa o volume 
de 100 cm
3
 sob 1,0 atm. Ela sofre compressão 
isotérmica até 5,20 atm sob o efeito de um pistão. 
Qual é o volume final da amostra? 
 
5ª Questão: Um tanque rígido de oxigênio 
colocado no exterior de um edifício tem a pressão 
de 20,00 atm às 5 horas da manhã, quando a 
temperatura é 10ºC. Qual será a pressão no tanque 
às 19 horas, quando a temperatura chega a 50ºC? 
 
6ª Questão: Uma amostra de gás hidrogênio sob 
800 mmHg na temperatura 10ºC é aquecida até 
200ºC em um recipiente de volume constante. Qual 
é a pressão final da amostra? 
 
7ª Questão: Há alguns anos, os televisores eram 
enormes, pesados, mas o que vemos hoje são 
televisões de telas planas e finas, com tecnologia 
mais avançada. O melhor de tudo é que através 
das TVs podemos ver nossos programas favoritos, 
filmes etc. A imagem que é produzida na televisão 
de tubo depende de duas forças: a magnética e a 
elétrica, que atuam sobre elétrons em movimento. 
Sendo assim, dizemos que a imagem nada mais é 
do que o resultado da transformação da energia 
elétrica em energia cinética e a cinética em energia 
luminosa. Como mostra a figura, podemos ver que 
o tubo da televisão é de vidro, sendo que 
internamente é feito a vácuo. Já a parte frontal 
interna do tubo é toda coberta com material 
fluorescente. Os elétrons são disparados da 
extremidade oposta à tela por um canhão 
eletrônico. Você alguma vez desejou saber qual é a 
pressão dentrode um tubo de imagem de 
televisão? Calcule a pressão em atm, levando em 
conta que o volume do tubo é 5,0 L e atemperatura 
é 23ºC, e que ele contém 0,010 mg de gás 
nitrogênio. 
Dados: Massa molar do N=14,01; 
 R= 8,206 x 10
-2
L.atm.K
-1
.mol
-1
. 
 
8ª Questão: Calcule a pressão exercida por 1,0 g 
de dióxido de carbono em um frasco de volume 1,0 
L em 300ºC. 
 
9ª Questão: Um motor de automóvel mal-regulado, 
em marcha lenta, pode libertar até 1,00 mol de CO 
por minuto na atmosfera. Que volume de CO, 
ajustado para 1,00 atm, é emitido por minuto na 
temperatura de 27ºC? 
 
10ª Questão: Uma quantidade de ar cujo volume é 
1,00 x 10
3
 L em 20ºC e 1,00 atm se eleva em um 
dos lados de uma montanha. No alto, a pressão é 
0,750 atm e o ar se esfria até -10ºC. Qual é o 
volume dessa quantidade de ar nesse ponto?