Universidade Federal da BahiaInstituto de Química

Departamento de Físico -Química

Gás Ideal x Gás Real

Profa. Ilma

� Um gás ideal ou perfeito consiste num gás hipotético que obedece rigorosamente às leis dos gases ideais.

� Um gás ideal é constituído por partículas que ocupam um espaço desprezível e portanto sob pressão finita seu volume é nulo no zero absoluto.

� Um gás ideal também é formado por moléculas que estão livres de forças de interação (atracão e de repulsão) possuem apenas energia cinética de translacão.

� No gás ideal todas as colisões, realizadas entre as moléculas e as paredes do recipiente que as contém ou entre as próprias moléculas são perfeitamente elásticas.

Lei dos Gases� Lei de Boyle�Em 1662 – cientista Robert Boyle

Efeito da pressão sobre o volume de uma quantidade fixa de gás em temperatura constante. Quando a pressão da amostrasde gás aumenta, o volume diminui. São inversamente proporcionais.

1122

1

VPVPP

V

=

α

� Lei de Charles e Gay –Lussac

�Mantendo constante a pressão, o volume de uma quantidade fixa de gás, aumenta proporcionalmente com o aumento da temperatura: Vα T

�Mantendo constante

� o volume de uma

�quantidade fixa de gás,

� a pressão varia linearmente

�com a temperatura: Pα T.

Processo Isotérmico

Isoterma

Processo Isobárico Processo Isocóricoou isovolumétrico

� O volume de uma quantidade fixa de gás em um recipiente sob pressão constante édiretamente proporcional à temperatura absoluta: Vα T. A pressão de uma quantidade fixa de gás em um recipiente de volume constante édiretamente proporcional à temperatura absoluta: Pα

T.

1

1

2

2

T

P

T

P =1

1

2

2

T

V

T

V =

� Princípio de AvogadroCientista italiano Amedeo Avogadro

O volume molar, Vm, de uma substância é o volume ocupado por um mol de moléculas. Especificamente, se V é o volume de uma amostra e n é a quantidade (em mols) de moléculas

que amostra contém, o volume molar é:

“ Nas mesmas condições de temperatura e pressão, um determinado número de moléculas de gás ocupa o mesmo

volume, independentemente de sua identidade”.

n

VVn = mol

LVn =

� Lei dos gases ideais (Paradigma que combina P, T, V e n)

R = Constante universal dos gasesR = 0,082(L atm/mol. K) = 1,987(cal/K mol)= 8,314(J/K mol)

� P - pressão (atm)� V – volume (L)� T – temperatura (K)

A temperatura deve ser expressa em KelvinA escala de temperatura é absoluta é a única escala

adequada para as temperaturas termodinâmicas.K = °C + 273,15

nRTPV =

Um gás é considerado perfeito ou idealperfeito ou idealperfeito ou idealperfeito ou ideal quando:

1-O volume das partículas é considerado nulo.O volume dos gases é desprezivel oun seja sob pressão finita o volume é zero no zero absoluto de temperatura (0K)

2- Cinéticamente é um gás cujas moléculas são inteiramente livres de forças interação (repulsão ou atração ) e possuem apenas energia cinética de translação.

3-Termodinamicamente é um gás que obedece a equação do gás perfeito definida por:

� PV= PV= PV= PV= nRTnRTnRTnRT

• Os gases reaisgases reaisgases reaisgases reais são todos os gases existentes na natureza, salvo em determinadas condições de pressão e de temperatura e nestes casos são considerados aproximadamenteaproximadamenteaproximadamenteaproximadamente, para efeitos de cálculos, como gases perfeitos ou ideaisgases perfeitos ou ideaisgases perfeitos ou ideaisgases perfeitos ou ideais.

� Em oposição aos gases ideais, os gases reais não podem ser explicados e modelados inteiramente usando-se a lei dos gases ideais desviando-se da idealidade.

� Os gases reais apresentam interações entre as moléculas (forças de atração e repulsão) provocando colisões não elásticas.

� Possuem volume molar considerável.

� Fator de compressibilidade Fator de compressibilidade Fator de compressibilidade Fator de compressibilidade –––– ZZZZ

� Z= PV/ nRT

� Z = (PV) R / ( PV) I

� Z >1→(PV) R >( PV) I →F repulsivas> F atrativas

� Z<1→(PV) R < ( PV) I →F repulsivas < F atrativas

� Z=1→(PV) R = ( PV) I →F repulsivas = F atrativas

Ponto crPonto crPonto crPonto críííítico (Ptico (Ptico (Ptico (PCCCC) ) ) ) - Desaparecimento da forma sigmoidal- Caracterizado pela TC, pC e VC

- Representa a T acima da qual éimpossível liquefaz um gás

Ponto crPonto crPonto crPonto críííítico (Ptico (Ptico (Ptico (PCCCC) ) ) ) - Desaparecimento da forma sigmoidal- Caracterizado pela TC, pC e VC

- Representa a T acima da qual éimpossível liquefaz um gás

� Zc= Pc Vc / n R Tc

� Zc = 0,375 (todos os gases)

� Pr = P/Pc (pressão reduzida )� Tr = T/Tc ( temperatura reduzida) � Vr = V/Vc ( volume reduzido )

� Z= P V / RT = Pr Pc Vr Vc / R Tr Tc

� Z= 0,375 ( Pr Vr / Tr )

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� Pc (CO2) = 73 atm → P= 146 atm → Pr = 146/73 = 2 → (Tr=1,3)→ Z=0,7

� Pc (NH3) = 34 atm → P= 68 atm → Pr = 68/34 = 2 → (Tr=1,3)→ Z=0,7

� Z= PV/RT = (Pr Pc ) ( Vr Vc) /R Tr Tc� Z = (Pc Vc/R Tc ) x (Pr Vr / Tr)

� Z = 0,375 (Pr Vr / Tr ) → Z = Zc ( Pr Vr /Tr )

1. Castellan, G.W. Físico-Química – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Dio de Janeiro, 1983, Vol. 1.

2. Atkins, P. e Paula, J. – Físico-Química – LTC Editora – 7ª Ed., Rio de Janeiro, 2002.

3. Ball, D. – Físico-Química – Thomson Pioneira – 1ª Ed., Rio de Janeiro, 2005.

4. Pilla, L. – Físico-Química - Livros Técnicos e Científicos – Editora S.A., Rio de Janeiro – 1979, vol. 1.