ESTUDO DOS GASES

ESTUDO DOS GASES

1. CONCEITO DE GÁS

   • Um gás pode ser formado por átomos unitários, como é o caso dos gases nobres (He, Xe, Ar, Ne e etc).
   • Pode ser formado também por átomos distintos (CO, CO², H²S, SO², etc).
   • Também pode ser formado por um composto de átomos idênticos (O², O³, H², N², etc).

2. GÁS IDEAL

   • Existem duas áreas em que podemos estudar a física dos gases: a teoria Cinética e a Mecânica Estatística.
   • Para a utilização da teoria cinética, é preciso de um modelo idealizado de gás real, o qual chamamos de gás ideal.
     • As moléculas que compõe o gás estão em constante movimento aleatório, que obedecem as Lei de Newton;
     • O número total de moléculas é muito grande e a separação entre elas é muito maior do que o volume ocupado por elas.
     • As moléculas também colidem elasticamente contra as paredes do recipiente.
     • O gás é composto por substâncias puras, ou seja, suas moléculas são idênticas.
     • As dimensões das moléculas do gás são consideradas despresíveis.
   • Não podemos enxergar um gás, pois suas moléculas, além de serem muito pequenas, estão dispersas, diferente dos líquidos e sólidos.

3. TEMPERATURA

   • A temperatura é uma medida macroscópica do grau de agitação térmica das partículas que compõe o gás.
   • A temperatura corresponde à agitação térmica média das moléculas, que também corresponde à energia cinética média da translação.
   • No estudo dos gases, a unidade de medida (SI) para temperatura é o Kelvin.

4. VOLUME

   • Os gases não possuem volume nem forma definidos, desse modo, o volume ocupado pelo gás será determinado pelo recipiente que o contém.
   • A unidade de medida do volume no SI é o M³. Também podemos encontrar o volume em litros (L).

5. TRANSFORMAÇÕES GASOSAS

   • Considera-se uma transformação gasosa qualquer modificação que ocorra nas variações macroscópicas do gás, ou seja, a alteração na temperatura, do volume e da pressão.
   • TRANSFORMÇÃO ISOBÁRICAA
     • Em uma transformação isobárica a PRESSÃO é mantida constante, enquanto se varia a temperatura ou o volume.
   • TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA
     • Uma transformação isotérmica é caracterizada em manter a TEMPERATURA constante enquanto a pressão e o volume são alterados.
   • TRANSFORMAÇÃO ISOCÓRICA
     • A transformação isocórica, também conhecida como isovolumétrica, é aquela em que o VOLUME é constante.
   • TRANSFORMAÇÃO CÍCLICA
     • Quando falamos em ciclo ou transformações clínica de um gás, estamos nos referindo as uma sequência de transformações gasosas em que, ao final de cada processo, o gás retorna ao seu estado inicial, ou seja, as variáveis do estado do gás (pressão, temperatura e volume) retornam aos valores iniciais.

6. LEI GERAL DOS GASES PERFEITOS

   • EXPANSÃO ISOBÁRICA
     • Para um gás colocado em um recipiente de êmbolo móvel é fornecido calor, aumentando-se sua temperatura para um valor T². Como consequência, o volume do gás aumenta para um valor V?.
       • Do estado 1 para o estado 2, temos uma transformação isobárica. Ao atingir o estado 2, a pressão do gás e a massa continuam as mesmas, mas o volume e a temperatura mudaram.
         • TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA
           • A partir desse estado, realizaremos uma compreensão isotérmica, diminuindo o volume sem alterar a temperatura e, consequentemente, a pressão será elevada, chegando ao estado 3.

7. MASSA, MOL E VOLUME

   • A relação entre mol e massa é proporcional à massa atômica dos elementos ou massa molecular das demais substâncias.
   • Quando algum elemento ou composto se encontra no estado gasoso, nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), é possível determinar o volume que a matéria ocupa, em qualquer quantidade molar.
     • Isso só é possível por conta da relação que existe entre quantidade de matéria e volume, que é a de que a matéria no estado gasoso ocupa sempre o mesmo espaço.

8. EQUAÇÃO DE CLAPEYRON

   • Para as transformações gasosas em que mantemos a massa do gás constante, a equação geral dos gases permite relacionar a pressão, o volume e a temperatura absoluta.
     • A relação dessas três variáveis nos remete sempre a um valor k constante, ou seja, podemos deduzir que: pV/T = k