Gases Perfeitos

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Gase�
Introdução
→ O ar que respiramos é o primeiro exemplo que
vem à cabeça quando pensamos em gás, ele está
presente na atmosfera, e entre outras misturas,
predomina o nitrogênio(78%) e o oxigênio(21%).
Modelo Macroscópico de Gás Perfeito
→ Os gases reais (hidrogênio, oxigênio,
nitrogênio, hélio..) apresentam comportamentos
diferentes por causa das suas características
moleculares.
➤ Um gás apenas condiz no modelo teórico de
gás perfeito se obedece às leis de Boyle, Charles e
Gaylussac. Leis que estabelecem as regras do
comportamento "externo'' do gás perfeito, quando
se leva em conta as grandezas físicas associadas
a ele ( temperatura, volume e pressão),
nomeadas de variantes de estado do gás.
As Variáveis de Estado de um Gás Perfeito
n = massa do gás = m
-------- ------ --
mol M
⇨ Temperatura: é a grandeza física que está
relacionada a energia cinética de translação das
partículas do gás. É usada a escala absoluta de
Kelvin, (T).
Perfeit�
Quanto maior a velocidade delas, maior a
temperatura. Suas moléculas ocupam todo o
espaço disponível do espaço que estão presentes.
O volume do gás equivale à capacidade do
recipiente.
⇨ Pressão: exercida por um gás está relacionada
a dois fatores: quantidade de molécula que
colidem por uma unidade de área e a força
exercida em cada choque.
⇨ Volume: eles tendem a ocupar o volume do
recipiente que os contém, em virtude da sua
grande capacidade de expansão.
➝ Essas variáveis em conjunto definem o
comportamento macroscópico do gás.
➛Para algumas massas, a variação de pelo
menos duas dessas variáveis de estado
caracteriza uma transformação sofrida pelo gás.
Lei de Boyle
➜ Determina que a relação entre a pressão e o
volume de um gás é inversamente proporcional.
Quanto maior for a pressão sobre as moléculas,
menor será o espaço ocupado por elas.
• Quando determinada massa de um gás perfeito
sofre uma transformação isotérmica, sua pressão
varia de maneira inversamente proporcional ao
volume por ele ocupado.
Fórmula: pV=K¹
Lei de GayLussac
➜ determina que a relação entre o volume e a
temperatura de um gás é diretamente
proporcional. Quanto maior for a temperatura de
um gás, maior será a agitação das moléculas, que
tenderão ao afastamento, aumentando o espaço
ocupado por elas.
• Quando determinada massa de um gás perfeito
sofre uma transformação isobárica, seu volume
deve variar, mantendo-se diretamente
proporcional à temperatura absoluta desse gás.
Formula: V= K²T
Lei de Charles
➜ determina que a relação entre a pressão e a
temperatura de um gás é diretamente
proporcional. Quanto maior for a temperatura de
um gás, maior será a agitação molecular. Assim, a
incidência de colisões entre as moléculas e as
paredes do recipiente aumenta, tornando a
pressão do gás maior.
•Quando determinada massa de um gás perfeito
sofre uma transformação isométrica, sua pressão
mantém-se diretamente proporcional à sua
temperatura absoluta.
Fórmula: p= K³T
Equação de Clapeyron
➜ determina a equação que relaciona as
variáveis de estado: pressão (p), volume (V), e a
temperatura absoluta (T) de um gás perfeito.
Basicamente a equação é a junção das leis de
Boyle, Charles e GayLussac.
Fórmula: pV= nRT
Lei Geral dos Gases
➜ Quando determinada massa de gás perfeito
sofre uma transformação em que as três variáveis
(pressão(p), volume(V), e temperatura
absoluta(T).) se modificam, podemos usar a
chamada de lei geral dos gases, que é obtida
através da equação de clapeyron.
• A Lei Geral dos Gases garante a validade da
relação:
P¹ V1 P² V² P³ V³
---------- = --------=-----------
T¹ T² T³
Mistura Física de Gases Perfeito
➜ A mistura física de gases perfeitos é a reunião
de dois ou mais gases ideais, de forma a não
ocorrerem reações químicas entre suas
partículas, isto é, as interações existentes são
restritas à física.
A Temperatura na Teoria Cinética
➜ A temperatura absoluta de um gás perfeito é a
função da velocidade média quadrática de suas
partículas e da natureza do gás ( T depende de M,
que é a massa do gás).
Essa lei é válida para qualquer gás, desde que
seu comportamento seja igual ou
aproximadamente igual ao gás perfeito.
A Energia Interna de um Gás Perfeito
➜ A energia interna (U) de uma amostra de um
gás perfeito é a energia cinética de uma
translação de suas moléculas