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Estudo do Estado Gasoso
Mergulhadora e tartaruga acima de um recife de corais nas ilhas Caimã
Teoria Cinética dos Gases
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Você sabia?
Que a palavra gás é originada do latim chaos? O termo foi criado pelo médico e químico flamengo Van Helmont. Gás é definido, portanto, como um fluido que pode ser comprimido infinitamente e que assume a forma do recipiente que contiver.
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Vamos assistir um vídeo:
Programa: Aí tem Química
Episódio: Teoria Cinética dos Gases
Produção: Pontifícia Universidade do Rio de Janeiro
( PUC – RIO )
http://www.youtube.com/watch?v=WxR3m5Ncg-g
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Ar e atmosfera
“Além do mais, nós já estamos submersos ! A atmosfera é como se fosse um grande oceano
sobre as nossas cabeças”
Bruno / Personagem do vídeo
O que é atmosfera?
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Atmosfera
do Grego: Atmo = ar
Camada gasosa que envolve a terra
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Lei de Boyle
“O volume de um gás varia inversamente com a pressão aplicada a ele. Ou seja,
quanto maior a pressão, menor o volume. E quanto menor a pressão, maior o
volume”.
Joel / Personagem do vídeo
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“No pneu você foi aumentando a quantidade de ar lá dentro, ou seja,
mais ar no mesmo volume, logo, mais pressão”.
Joel / Personagem do vídeo
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Pressão Atmosférica
“Trata-se da pressão exercida pela atmosfera em um determinado ponto. É a força por unidade de
área exercida pelo ar contra uma superfície”.
Luiza / Personagem do vídeo
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Comprovação da Pressão Atmosférica
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Pressão atmosférica
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“Mas eu reparei um detalhe na Lei de Boyle ( … ) a temperatura
também interfere na pressão dos gases”?
Luiza / Personagem do vídeo
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Aumentando a Temperatura
Para uma massa fixa de gás mantido o volume constante
Aumenta o grau de agitação molecular Energia Cinética
Aumenta o número de choques entre as moléculas
Aumenta a Pressão exercida pelo Gás
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Teoria Cinética dos Gases
“( … ) As partículas do ar também estão se chocando permanentemente contra o lado externo do pneu, contra a lataria dos carros, contra seu corpo. É a pressão atmosférica”.
Joel / Personagem do vídeo
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Teoria Cinética dos Gases
Por que as partículas de gás não se depositam no solo pela ação da
gravidade?
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Teoria Cinética dos Gases
Cientificamente admite - se que:
Todo gás é formado por partículas minúsculas que se movimentam
velozmente, de modo livre e desordenado
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Teoria Cinética dos Gases
Por que os gases podem ser comprimidos e por que se
expandem e se contraem com a variação de temperatura?
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Admite-se que as moléculas dos gases estão:
Muito afastadas umas das outras- Há muitos espaços vazios entre as
moléculas
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Teoria Cinética dos Gases
Por que um gás exerce pressão uniforme nas paredes do recipiente que o contém?
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O choque das partículas com o recipiente que as contém,
origina a pressão do gás
Teoria Cinética dos Gases
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Admite-se que o choque que ocorre entre duas partículas
é perfeitamente elástico
Teoria Cinética dos Gases
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A pressão do gás depende do número de partículas
e da temperatura.
Teoria Cinética dos Gases
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A Energia Cinética Média das partículas que constituem o
gás é proporcional á temperatura
Teoria Cinética dos Gases
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Um gás que obedeça a todos os postulados da Teoria Cinética dos
Gases é chamado de:
“Gás Perfeito ou Ideal”
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Explicação do comportamento dos gases de acordo com a Teoria Cinética
Influência da pressão
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Influência da Temperatura
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O volume de um gás
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O estado de um gás depende de três variáveis:
Pressão
Volume
Temperatura
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PRESSÃO: UNIDADES
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PRESSÃO: UNIDADES
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Volume
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Volume
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Temperatura
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Temperatura
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Há três mudanças de estado importantes:
Transformação Grandeza constante
Conhecida como Lei de
ISOTÉRMICA temperatura Boyle - Mariotte
ISOBÁRICA pressão Charles - Gay Lussac
ISOCÓRICA volume Charles - Gay Lussac
Transformações gasosas
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LEI DE BOYLE - MARIOTTE
Robert Boyle
(1627 – 1691)
“Numa transformação em temperatura constante, o volume V ocupado por uma dada massa de um gás é inversamente
proporcional à pressão P a que ela está submetida.”
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A lei de Boyle e a transformação isotérmica
P1= 1 atmV1 = 2 L
Estado inicial
P2 = 2 atmV2 = 1 L
Estado finalP .V = K
P1 . V1 = P2 . V2
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A lei de Boyle e a transformação isotérmica
P1= 1 atm
V1 = 2 L
Estado inicial
P2 = 2 atm
V2 = 1 L
Estado final
P .V = K
P1 . V1 = P2 . V2
Graficamente, temos:
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Interpretação:
Suponha um recipiente dotado de êmbolo móvel:
V
P
T = cte.
Uma vez que T é constante, o grau de agitação molecular não se altera.
Então, se dobrarmos a pressão sobre o êmbolo...
2 P
V / 2 ... o volume cai à metade!
T = cte.
P x V = 2 P x V / 2
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Lei de Boyle
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GRÁFICOS
ISOTERMA
O PRODUTO (PV) É
CONSTANTE
P P x V
V P
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Exercícios de fixação:
01. Um gás ocupa um volume de 0,76 L sob pressão de 125mmHg. Na mesma temperatura, qual será o volume(L) ocupado se a pressão mudar para 0,1 atm?
T = Constante, Lei de Boyle
V1 = 0,76 L
P1 = 125mmHg Estado 1 Estado 2P2 = 0,1 atm = 76 mmHg
V2 = ?
P1.V1 = P2.V2
Aplicando a lei de Boyle:
125. 0,76 = V2 . 76
V2 = 1,25 L
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Exercícios de fixação:
02. Em um cilindro com êmbolo móvel, mantido a 30°C, há 400 cm3 de gás à pressão de 1,0 atm. Reduzindo a pressão para 152 mmHg. Qual o volume que o gás ocupará em litros?
T = Constante, Lei de Boyle
V1 = 400 cm3
P1 = 1atm = 760mmHg Estado 1 Estado 2P2 = 152 mmHg
V2 = ?
P1.V1 = P2.V2
Aplicando a lei de Boyle:
760. 400 = V2 . 152
V2 = 2000 cm3 = 2 L
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Outra forma de resolver a questão anterior:
Se P2 = 1 P1
5 Então V2 = 5V1
V2 = 5 X 400 = 2000cm3
Em palavras: Em temperatura constante se a pressão final do gás foi reduzida em cinco vezes da inicial, o volume final aumentará em cinco vezes do volume inicial.