Variáveis Termodinâmicas

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13/03/2021
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Variáveis 
Termodinâmicas e o 
estudo dos Gases
Físico-química
Prof.ª Ms. Renata Gomes
Objetivo
■ Relembrar conceitos básicos das variáveis relacionadas à 
termodinâmica
■ Conceituar a lei dos gases ideais destacando as transformações 
gasosas
■ Aplicar a equação dos gases ideais para prever prováveis 
modificações 
Propriedades dos gases O estado gasoso
Pressão (p)
Volume (V)
Temperatura (T)
Variáveis de estado
As variáveis de estado relacionam-se e definem o estado de 
um gás 
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Variáveis termodinâmicas 
■ Os estados da matéria → forças intermoleculares; 
■ Elas relacionam-se às variáveis termodinâmicas 
VOLUME
PRESSÃO
TEMPERATURA
N° DE MOLS
Nº de mol → É medida do nº de espécies presente
Variáveis termodinâmicas 
mol
n = 𝒎/𝑴
Volume 
■ É a quantidade de espaço ocupado, ou que pode ser ocupado (recipiente), por 
um corpo.
PRESSÃO → força que ela está submetida sob a área 
que a forma é aplicada 
Variáveis termodinâmicas 
P = F/A
1 atm =760 mmHg
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Variáveis termodinâmicas 
TEMPERATURA → direção que a energia sob forma de 
calor irá fluir de um objeto para outro.
K= °C + 273,15
T = 0 → °K
Grandeza física que mede o grau de agitação térmica, ou
energia cinética, translacional, rotacional e vibracional
dos átomos e moléculas que constituem um corpo
Transformações gasosas 
Sempre que uma mesma quantidade de gás sofre 
transformação pelo menos duas das três variáveis se 
alteram 
Nas alterações particulares, uma dessas variáveis de estado 
permanecem constantes 
Isotérmica ( Lei de Boyle Mariotte)
Transformações gasosas 
Transformação isotérmica ( lei de Boyle)
■ A pressão exercida por um gás ideal é inversamente proporcional ao seu 
volume. 
p
T3
T1
V
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Isotérmica ( Lei de Boyle Mariotte)
Transformações gasosas 
Isobárica (Lei de Charles)
Variáveis termodinâmicas 
Transformação isobárica (Lei de Charles e Gay-
Lussac)
■ O volume ocupado por um gás é diretamente proporcional a sua
temperatura absoluta (em kelvins).
Isobárica (Lei de Charles)
Variáveis termodinâmicas 
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Isocórica (Lei de Gay- Lussac)
Variáveis termodinâmicas 
Transformação isovolumétrica
Isocórica (Lei de Gay- Lussac)
Variáveis termodinâmicas 
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Comportamento térmico dos gases
Lei do Avogadro
Nas mesmas condições de Volumes IGUAIS de gases
quaisquer, nas mesmas condições de TEMPERATURA
e PRESSÃO contêm a mesma quantidade de
MOLÉCULAS
1 mol de gás, à 1 atm e à temperatura
de 0° C ocupa o volume de 22,4 L
Não esqueça!!:A quantidade de matéria
equivalente a 1 mol de gás possui 6,02 . 10 ²³
moléculas
Gases ideais
O gás perfeito ou gás ideal é um modelo teórico usado 
para estudar, de maneira simplificada, o comportamento 
dos gases reais
■ As moléculas tem massa, mas volume é desprezível;
■ Moléculas em constante movimentação aleatória e desordenada;
■ As moléculas interagem apenas em colisões;
■ Todos os choques são elásticos e com duração desprezível quando
comparado ao volume do recipiente;
Nas altas temperaturas e baixas pressões, os gases reais
comportam-se aproximadamente como gases ideais
Gases ideais
A altas temperaturas e baixas
pressões, os gases reais
comportam-se aproximadamente
como gases ideais
As moléculas interagem apenas em colisões → não há forças de atração e 
repulsão 
Equação dos gases perfeitos
pV= nRT
R = 0,082 atm L K-¹ mol-¹= 1,987 cal K-¹ mol-¹ = 8,314 J K-¹ mol-¹
O estado termodinâmico de um gás é determinado por três
grandezas físicas (P T V). O físico francês Clapeyron
determinou que a relação dessas grandezas (PV/T) é
diretamente proporcional ao numero de mols
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Exercício
Para um gás ideal, calcule a pressão do gás se 0,215 mol ocupa 338 mL a 32 ºC;
Exercício
Para um gás ideal, calcule a pressão do gás se 0,215 mol ocupa 338 mL a 32 ºC;
■ V = 338 mL → 0,34 L
■ T = 305,15 K
■ n = 0,215 mol
■ p = ?
■ R = 0,082 atm L K-¹ mol-¹
pV= nRT
Gás ideal x Gás real 
■ O gás real não obedece a equação de gás ideal 
■ Ele sofre desvios da idealidade → influencia das interações intermoleculares ;
■ Exemplos cotidianos:
Baixas temperaturas e altas
pressões, há um aumento das
forças intermoleculares atrativas
Gás ideal x Gás real 
■ O gás real não obedece a equação de gás ideal 
■ Ele sofre desvios da idealidade → influencia das interações intermoleculares ;
■ Exemplos cotidianos:
Baixas temperaturas e altas
pressões, há um aumento das
forças intermoleculares atrativas
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Gás ideal x Gás real 
■ O gás real não obedece a equação de gás ideal 
■ Ele sofre desvios da idealidade → influencia das interações intermoleculares ;
■ Determinação do desvio da idealidade;
FATOR DE COMPRESSIBILIDADE (Z)
Fator adimensional que corrige o volume do gás real em 
relação ao volume que o gás ideal ocuparia.
Gás ideal x Gás real 
FATOR DE COMPRESSIBILIDADE (Z)
Fator adimensional que corrige o volume do gás real em 
relação ao volume que o gás ideal ocuparia.
Gás ideal x Gás real 
FATOR DE COMPRESSIBILIDADE (Z)
O valor de Z indica a interação intermolecular das moléculas de um gás real 
Gás ideal x Gás real 
FATOR DE COMPRESSIBILIDADE (Z)
O valor de Z indica a interação intermolecular das moléculas de um gás real 
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Gás ideal x Gás real 
■ Os gases desviam-se do comportamento ideal à medida que aumenta a P.
Devido à presença de forças intermoleculares - atrações ou repulsões entre
as moléculas do gás.
■ Todas as moléculas se atraem quando estão próximas umas das outras mas,
desde que não reajam, repelem-se logo que as suas nuvens eletrônicas
entram em contato.
■ Nesse sentido...
Gás ideal x Gás real 
FATOR DE COMPRESSIBILIDADE (Z) x Pressão 
(Z
)
Exercício Exercício 
Z= 
𝑽𝒓
𝑽𝒊
Vr = 2,55 L 
Vi ?
pVi = nRT
n= 1 mol; 
T = 25+273,15 = 298,15 K;
p= 10 atm
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Exercício Gás ideal x Gás real 
Equação de Van Der Waals
■ Corrige o gás real, adicionando a influência das 
interações intermoleculares
Gás ideal x Gás real 
Equação de Van Der Waals
■ Corrige o gás real, adicionando a influência das 
interações intermoleculares
Gás ideal x Gás real 
Equação de Van Der Waals
■ Corrige o gás real, adicionando a influência das 
interações intermoleculares
Correção para o volume
das moléculas
Correção para a 
atração molecular
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Gás ideal x Gás real 
Equação de Van Der Waals
■ Valores das constantes são tabelados!!
Exercício 
■ Calcule a pressão que o CCl4 exercerá a 40 ºC se 1,00 mol
ocupa 28,0 L, supondo que:
■ (a) o CCl4 obedece à equação do gás ideal; 
■ (b) o CC14 obedece à equação de van der Waals. 
(Os valores para as constantes de van der Waals são dados na 
Tabela 10.3.)
Indicação Bibliográfica 
■ BROWN, LEMAY & BURSTEN, QUÍMICA A CIÊNCIA CENTRAL - 9.ed. Pearson 
Prentice Hall ed. 2005
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