Estudo dos gases 22 perfeitos - Xtudoquimica | "A mente que se … · Capítulo 22 – Estudo dos...

13/08/2015

1

FÍSICA NICOLAU, TORRES E PENTEADO

ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 22 – Estudo dos gases perfeitos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 22 – Estudo dos gases perfeitos

Capítulo

22 Estudo dos gases perfeitos



ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 22 – Estudo dos gases perfeitos

Comportamento térmico dos gases

O modelo do gás perfeito ou gás ideal

O gás perfeito ou gás ideal é um modelo teórico usado

para estudar, de maneira simplificada, o comportamento

dos gases reais.

22.1

13/08/2015

2




Características do gás perfeito

As moléculas têm massa, mas o volume é desprezível.

Moléculas em constante movimentação aleatória e desordenada.

As moléculas interagem apenas durante as colisões.

Todos os choques são elásticos e com duração desprezível.

O volume total das moléculas é desprezível quando comparado

ao volume do recipiente.

A altas temperaturas e baixas pressões, os gases reais

comportam-se aproximadamente como gases ideais.

22.1




A lei de Avogadro

Amedeo Avogadro (1776-1856)

22.1

Iguais volumes de quaisquer gases

encerram o mesmo número de moléculas,

quando medidos nas mesmas condições

de temperatura e pressão.

SCIE

NCE P

HO

TO

LIB

RARY/L

ATIN

STO

CK

13/08/2015

3




Comprovação experimental da lei de Avogadro

22.1

1 mol de qualquer gás (n = 1 mol) à temperatura de 0 oC

e à pressão de 1 atm ocupa um volume de 22,4 L.




O número de Avogadro

22.1

A quantidade de matéria equivalente a 1 mol de um gás é

o conjunto constituído por 6,02 · 1023 moléculas desse

gás. Esse número, geralmente representado por N0, é

denominado número de Avogadro.

N0 = 6,02· 1023 (Número de Avogadro)

13/08/2015

4




O número de Avogadro

O número de mols n de um

gás é dado por:

22.1

N moléculas de um gás ideal de massa molar M e massa m.

AD

ILSO

N S

ECCO

ou



Equação de estado do gás perfeito

O estado termodinâmico de um gás geralmente é

caracterizado por três grandezas físicas. Essas

grandezas são denominadas variáveis de estado.

22.2

13/08/2015

5



As três variáveis de estado são:

1. A pressão p (devida ao

choque das moléculas contra as

paredes do recipiente em que o

gás está contido).

22.2

Uma dada quantidade de gás ideal mantida em um recipiente.

AD

ILSO

N S

ECCO





2. O volume V (igual ao volume

do recipiente em que o gás

está contido).


22.2

AD

ILSO

N S

ECCO

13/08/2015

6



3. A temperatura absoluta T,

sempre medida na

escala Kelvin.


22.2

AD

ILSO

N S

ECCO




O engenheiro e físico francês Clapeyron concluiu que a relação

é diretamente proporcional ao número de mols n do gás.

22.2

Benoît Paul Émile Clapeyron (1799-1864)

SCIE

NCE P

HO

TO

LIB

RARY/L

ATIN

STO

CK


13/08/2015

7



Assim: = constante · n

Essa constante de proporcionalidade é representada por R.

22.2


p · V = n · R · T

(Essa equação é denominada equação de estado do gás perfeito ou equação de Clapeyron.)

Então,



22.2

R = 0,082 atm · L/(mol · K) = 8,31 J/(mol · K)

(Constante universal dos gases perfeitos)


13/08/2015

8



Lei geral dos gases perfeitos

Consideremos uma dada quantidade de gás perfeito que sofre

uma transformação e passa do estado 1 para o estado 2.

22.3

AD

ILSO

N S

ECCO



Da equação de Clapeyron, temos:

(estado 1)

(estado 2)


22.3

e

13/08/2015

9



Considerando que, durante a transformação, a quantidade

de gás não variou, isto é, n1 = n2 = n, então:

e

Portanto:

(Lei geral dos gases perfeitos)


22.3

= n · R = n · R



Transformações gasosas particulares

Sempre que um gás sofre uma transformação, pelo menos

duas das três variáveis de estado (pressão, volume e

temperatura) se alteram.

As transformações gasosas particulares são casos especiais

em que uma das três variáveis de estado permanece

constante.

22.4

13/08/2015

10




Podemos ter, então:

T = constante ⇒ Transformação isotérmica

p = constante ⇒ Transformação isobárica

V = constante ⇒ Transformação isocórica (ou isométrica ou,

ainda, isovolumétrica)

22.4




Transformação isotérmica (lei de Boyle-Mariotte)

22.4

“Sob temperatura constante, a pressão e o volume

de uma dada massa de gás ideal são grandezas

inversamente proporcionais.”

13/08/2015

11



Se T é constante, então, pela lei geral dos gases perfeitos:

22.4

AD

ILSO

N S

ECCO


Transformação isotérmica (lei de Boyle-Mariotte)




Transformação isobárica (lei de Charles)

22.4

“Sob pressão constante, o volume e a temperatura


diretamente proporcionais.”

13/08/2015

12



Se p é constante, então, pela lei geral dos gases perfeitos:

22.4

AD

ILSO

N S

ECCO


Transformação isobárica (lei de Charles)




Transformação isocórica (lei de Gay-Lussac)

22.4

“Sob volume constante, a pressão e a temperatura


diretamente proporcionais.”

13/08/2015

13



Se V é constante, então, pela lei geral dos gases perfeitos:

22.4

AD

ILSO

N S

ECCO


Transformação isocórica (lei de Gay-Lussac)



ANOTAÇÕES EM AULA

Coordenação editorial: Juliane Matsubara Barroso

Elaboração de originais: Carlos Magno A. Torres, Nicolau Gilberto Ferraro, Paulo Cesar M. Penteado

Edição de texto: Eugênio Dalle Olle, Fabio Ferreira Rodrigues, Fernando Savoia Gonzalez, João Batista Silva dos Santos, Livia Santa Clara de Azevedo Ferreira, Lucas Maduar Carvalho Mota, Luiz Alberto de Paula e Silvana Sausmikat Fortes

Preparação de texto: Silvana Cobucci Leite

Coordenação de produção: Maria José Tanbellini

Iconografia: Daniela Baraúna, Érika Freitas, Fabio Yoshihito Matsuura, Flávia Aline de Morais e Monica de Souza

Diagramação: Mamute Mídia

EDITORA MODERNA

Diretoria de Tecnologia Educacional

Editora executiva: Kelly Mayumi Ishida

Coordenadora editorial: Ivonete Lucirio

Editores: Andre Jun e Natália Coltri Fernandes

Assistentes editoriais: Ciça Japiassu Reis e Renata Michelin

Editor de arte: Fabio Ventura

Editor assistente de arte: Eduardo Bertolini

Assistentes de arte: Ana Maria Totaro, Camila Castro e Valdeí Prazeres

Revisores: Antonio Carlos Marques, Diego Rezende e Ramiro Morais Torres

© Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados. EDITORA MODERNA Rua Padre Adelino, 758 – Belenzinho São Paulo – SP – Brasil – CEP: 03303-904 Vendas e atendimento: Tel. (0__11) 2602-5510 Fax (0__11) 2790-1501 www.moderna.com.br 2012

http://www.moderna.com.br/

Estudo dos gases 22 perfeitos - Xtudoquimica | "A mente que se … · Capítulo 22 – Estudo dos...

Documents

Transcript of Estudo dos gases 22 perfeitos - Xtudoquimica | "A mente que se … · Capítulo 22 – Estudo dos...