Estudo dos gases

Estudo dos gases

1. O movimento das partículas

   • A difusão e a efusão
     • A velocidade média das moléculas de um gás é diretamente proporcional à raiz quadrada da temperatura e inversamente proporcional à raiz quadrada da massa molar. 
     • Difusão
       • A difusão é a expansão gradual de uma substância em  outra. 
     • Efusão
       • A efusão é a fuga de um gás para o vácuo, através de um oriifício pequeno. 
     • Lei de Graham
       • Quando a temperatura é constante, a velocidade de difusão ou efusão é inversamente proporcional à raiz quadrada da sua massa molar: Velocidade média = 1/√M
   • O modelo cinético dos gases
     • O modelo cinético ou teoria cinética molecular, é um modelo de gás ideal que explica as leis dos gases e o comportamento da efusão e pode fazer predições numéricas. 
     • Postulados
       • 1 – o gás é formado por moléculas que se encontram em movimento desordenado e permanente. Cada molécula pode ter velocidade diferente das demais. 2 – cada molécula do gás interage com as outras somente por meio de colisões (forças normais de contato). A única energia das moléculas é a energia cinética. 3 – todas as colisões entre as moléculas e as paredes do recipiente que contém o gás são perfeitamente elásticas. A energia cinética total se conserva, mas a velocidade de cada molécula pode mudar.  4 – as moléculas são infinitamente pequenas. A maior parte do volume ocupado por um gás é espaço vazio.
       • Boltzmann e Maxwell
         • Mostram que a energia cinética média do total de moléculas de um gás ideal é proporcional à temperatura, segundo a expressão: Ec= N1/2mv^2= 3/2NkT

2. Os gases reais

   • Um gás real consiste num gás que, na prática, se afasta em maior ou menor grau do comportamento ideal. 
   • Os desvios da idealidade
     • forma de acompanhar o desvio da idealidade de um gás real é o parâmetro Z, ou fator de compressibilidade Z, que é a razão entre o volume real e o volume que seria ocupado caso fosse um gás ideal nas mesmas condições de (T,p), e é definido pela equação: Z= Vm/V°m
   • As equações de estado dos gases reais
     • Equação de van der Waals
       • p=nRT/V-nb-n2a/V2
     • Equação do virial
       • pV=nRT(1B/Vm+C/Vm2+...) 
   • A liquefação dos gases
     • A mudança do estado gasoso para o estado líquido acontece pelo aumento da pressão e diminuição da temperatura de forma simultânea. Isso ocorre porque ao exercer pressão sobre um gás, as partículas das substâncias passam a se aproximar e a se chocar. Tal processo trará perda de energia cinética, diminuindo a agitação das partículas. Devido a isso, o gás chega ao ponto de saturação e se liquefaz.