Teoriaciné+cadosgases

Prof.MarcoSimões

Variáveisdeestado•  Sãoasvariáveisquedefinemacondiçãoouoestadodeumacertamassadegás;

•  São4:–  Pressão–  Volume–  Temperatura

Númerodemoles•  Paraespecificaraquan+dadedogás,écomumusaronúmerodemoles.

•  Ummoldeumgáscontém6,02x1023moléculasdessegás.

•  EssanúmeroéoNúmerodeAvogadro.•  Amassade1moldeumgáséchamadademassamolarM

M = m

n

LeideAvogadro•  Ovolumedeumgáséproporcionalaonúmerodemoléculasdessegás,independentedesuanatureza.

Relaçãoentreasvariáveis•  Quandodobramosonúmerosdemoles,dobramosovolume,mantendoapressãoeatemperatura:

V1n1

=V2n2

LeideAvogadro

Unidadesdepressão

Mudançaisotérmica•  Mantendoatemperaturaconstante,apressãoéinversamenteproporcionalaovolume.

P1 ⋅V1 = P2 ⋅V2

LeideBoyle-MarioZe

Mudançaisocórica•  Mantendoovolumeconstante,apressãoédiretamenteproporcionalàtemperatura.

P1T1

=P2T2

LeideGay-Lussac

Mudançaisobárica•  Mantendoapressãoconstante,ovolumeédiretamenteproporcionalàtemperatura

LeideCharles

V1T1

=V2T2

Curvasdosprocessos

Leidosgasesperfeitos•  Todasasvariáveispodemsercombinadasnaseguinterelação:

P ⋅V = n⋅R ⋅T

Onde:P⇒pressão,Pa(N/m2)V⇒ volume,m3

n⇒númerodemoles

R⇒ constantedosgasesideais=8,314 Jmol ⋅K

=0,08306 L ⋅atmmol ⋅K

T⇒ temperatura,K

Leidosgasesperfeitos

Setivermosumgásnumacondição1,teremosP1 ⋅V1T1

= nR

Supondoqueomesmogásváparaumacondição2:P2 ⋅V2T2

= nR⇒ istoé,oproduton⋅Rpermanececonstante

Assim,épossívelafirmarque:P1 ⋅V1T1

=P2 ⋅V2T2

Densidadedeumgás

ComoPV = nRT ,n= mMeρ=m

VPodemosfazer:

PV = mMRT⇒ PM

RT= mV

Portanto:

ρ=PMRT

Exemplo•  AschamadasCNPT–condiçõesnormaisdetemperaturaepressãodeumgáscorrespondeaumestadocomumatemperaturade0˚C(=273,15K)eumapressãode1atm(=1,013x105Pa(N/m2)).Nessascondições,quevolumeseráocupadopor1moldegás?

Resolução

ExemploNomotordeumautomóvel,umamisturadearegasolinaécomprimidanointeriordocilindroantesdaignição.Ummotorjpicopossuiumarazãodecompressãode9para1;issosignificaqueogásnocilindroécomprimidoatéumvolumeiguala1/9doseuvolumeoriginal.Apressãoinicialé1,0atmeatemperaturainicialé27°C.Seapressãodepoisdacompressãofor21,7atm,calculeatemperaturadogáscomprimido.

Resolução

ExemploUmtanquejpicousadonaprá+cadomergulhotemumvolumede11,0Lepressãomanométrica,quandocheio,iguala2,10x107Pa.Otanque‘vazio’contém11,0Ldeara21°Ce1atm(1,013x105Pa).Quandootanqueécheiocomarquentepormeiodeumcompressor,atemperaturaé42˚Ceapressãomanométricaéiguala2,11x107Pa.Qualfoiamassadearadicionadaaotanque?(Oaréumamisturadegasescomcercade78%denitrogênio,21%deoxigênioe1%deoutrosgases;asuamassamolaréaproximadamente28,8g/mol=28,8x10-3kg/mol,)

Resolução

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