Estudo dos Gases

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Estudo dos Gases

  1. 1. INTRODUÇÃO No século XVIII, Torricelli mediu pela primeira vez a pressão atmosférica e deu uma explicação adequada à natureza desse fenômeno. Assim, teve início o estudo dos gases. O estudo dos gases é o estudo das relações entre as grandezas macroscópicas dos gases, tais como a pressão, a temperatura e o volume de um gás. Na fase gasosa as forças de atração entre as partículas são quase inexistentes, isso permite uma grande liberdade de movimentação das partículas do gás no espaço. Para o estudo dos gases, utilizamos um modelo de gás ideal, isto, para simplificarmos o sistema estudado e utilizarmos leis bem conhecidas, como por exemplo, as leis de Newton. O modelo de gás ideal ou perfeito abrange as hipóteses listadas abaixo. a) O gás é constituído de partículas chamadas moléculas. b) as moléculas executam movimentos desordenados e obedecem às leis de Newton para o movimento. c) O número total de moléculas é bem grande d) O volume das moléculas é uma fração desprezível do volume ocupado pelo gás. e) sobre as moléculas não agem forças consideráveis, exceto durante as colisões. f) As colisões são elásticas e de duração desprezível. DESENVOLVIMENTO Gás ideal Um gás ideal ou perfeito consiste num gás hipotético que obedece rigorosamente às leis dos gases ideais(relação entre a pressão, o volume e a temperatura). Pode ser definido como formado por moléculas que ocupam um espaço desprezível e que possuem forças também desprezáveis entre elas, uma vez que a energia de interação entre as moléculas é nula. Todas as colisões, realizadas entre as moléculas e as paredes do recipiente que as contém ou nas próprias moléculas entre si são perfeitamente elásticas, já que as moléculas não têm nenhum outro meio de armazenar energia, exceto como energia cinética translacional. Ao aquecer um gás ideal 1 ºC este expande-se em 1/273 do seu volume, a 0 ºC, aumentando a sua pressão na mesma medida (lei de Gay-Lussac). Nas mesmas condições de pressão e temperatura, todos os gases ideais contêm idêntico número de moléculas por unidade de volume (hipótese de Avogadro). Uma mole de um gás ideal ocupa, em condições normais, um volume de 22,4 dm3. Todos os gases podem misturar-se entre si sem limite, comportando-se cada um deles como se tivesse todo o espaço ao seu dispor, sendo a pressão total da mistura igual à soma das diferentes pressões parciais.
  2. 2. Transformação isotérmica As transformações isotérmicas são aquelas que ocorrem à temperatura constante nas quais as variações de volume estão relacionadas às variações de pressão. Ex.: quanto maior for a pressão externa aplicada sobre o êmbolo da seringa, menor será o volume do ar dentro da seringa. Essa constatação experimental é expressa pela lei de Boyle-Mariotte: Sob temperatura constante, o volume ocupado por determinada massa gasosa é inversamente proporcional à sua pressão. Transformação isobárica A transformação isobárica é uma variação do volume e da temperatura de determinado gás, porém com a pressão constante. A lei de Gay-Lussac afirma que: Sob pressão constante, o volume ocupado por determinada massa gasosa é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. Ex.: Em um recipiente contendo um determinado gás, que tem sua temperatura elevada, a energia cinética das partículas aumentará. Isso significa que quanto maior a temperatura, maior será a velocidade das moléculas. A pressão se manteve constante, mas, com o aumento da velocidade das partículas, o volume ocupado por esse gás tende a aumentar. Tranformação isocórica A transformação isocórica, também denominada transformação isovolumétrica, ou ainda isométrica, ocorre quando se mantém o volume constante e se variam a temperatura e a pressão de um gás com massa fixa. Jacques Alexandre César Charles e Joseph Louis Gay-Lussac estudaram como diversos gases se comportam quando a pressão e a temperatura variam. Ambos chegaram à mesma conclusão. A lei de Charles expressa que: Sob volume constante, a pressão exercida por uma determinada massagasosa é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. Ex.: nos pneus de carros, motos e caminhões o aumento de sua temperatura leva ao aumento da pressão dentro dos pneus Em uma corrida, a volta de apresentação dos carros acontece para aquecer os pneus, assim as moléculas dos gases atingem uma temperatura certa para dar a pressão ideal para a corrida.
  3. 3. Equação de Clapeyron A equação de Clapeyron tem este nome em homenagem ao Físico Francês Benoit Paul Émile Clapeyron que viveu entre os anos de 1799 e 1864. Clapeyron foi um dos criadores da Termodinâmica. Relacionando as leis de Charles, Boyle e Mariotte e Gay-Lussac, Clapeyron estabeleceu uma equação que relaciona as três variáveis consideradas no estudo dos gases (pressão, volume e temperatura) e o número de mols. Misturas Gasosas Praticamente todos os “gases” com os quais temos contato no cotidiano não são exatamente gases isolados, mas sim misturas de gases. Não conseguimos diferenciar muito bem porque toda mistura gasosa é homogênea, ou seja, apresenta uma única fase, um único aspecto em toda a sua extensão. O melhor exemplo é o ar que respiramos, que é composto basicamente por 78% do volume em massa de gás nitrogênio (N2), 21% de gás oxigênio (O2) e 1% de outros gases, principalmente o gás nobre argônio (Ar), que está presente em uma porcentagem de quase 1% . Difusão e efusão de Gases A efusão dos gases é um tipo particular de difusão, em que há o vazamento dos gases através de pequenos orifícios (ou paredes porosas, que é um conjunto de pequenos orifícios). Por exemplo, os balões vendidos para crianças são preenchidos com gás hélio. Com o passar do tempo, esse gás acaba passando pelos poros da borracha do balão, ou seja, há a sua efusão. Isso é constatado pelo fato de o balão murchar após algumas horas. A difusão de um gás é um movimento espontâneo de um gás através do outro, isto é, seu espalhamento em outro meio gasoso. Essa mistura de gases origina misturas homogêneas ou soluções gasosas. Por exemplo, os gases que saem das chaminés das fábricas, ou dos escapamentos dos carros, se espalham pelo ar atmosférico e, com o passar do tempo, não conseguimos distingui-los mais, pois houve uma difusão desses gases pelo ar. CONCLUSÂO Neste trabalho abordamos o Estudo dos Gases que com exceção dos gases nobres, que são formados por átomos isolados a maioria dos gases são compostos moleculares. Fisicamente, os gases possuem grande capacidade de compressão e expansão, não possuindo nem forma nem volume definidos, pois ocupam o volume a forma do recipiente que os contém.
  4. 4. Past Perfect O Past Perfect é usado para descrever uma ação que ocorreu no passado, antes de outra ação também passada. Observe as formas e os usos deste tempo verbal: FORMAS: O Past Perfect é formado com o passado simples do verbo to have (had), que funciona como auxiliar do verbo principal, seguido do past participle (particípio passado) do verbo principal. Lembre-se de que o particípio passado dos verbos regulares terminam em -ed e os verbos irregulares possuem forma própria (ver verbos irregulares). Observe as formas desse tempo verbal: - FORMA AFIRMATIVA: The film had already started when we got to the cinema. (O filme já tinha começado quando chegamos ao cinema.) - FORMA NEGATIVA: A Forma Negativa do Past Perfect forma-se acrescentando not ao verbo auxiliar, que é o passado simples do verbo to have (had). The couch got soaked because they had not closed the window while it was raining. (O sofá ficou encharcado porque eles não tinham fechado a janela enquanto estava chovendo.) - FORMA INTERROGATIVA: Na Forma Interrogativa do Past Perfect, o verbo had posiciona-se antes do sujeito da oração: Had the train already left when you got to the station? (O trem já tinha partido quando você chegou à estação?) Advérbios Os advérbios* adicionam informações sobre: - um verbo: (Jane drives carefully. (Jane dirige cuidadosamente.) How does Jane drive?Carefully. Quando modificam o verbo, os advérbios servem como reposta a três perguntas: How? (Como),When?(Quando?) e Where? (Onde?). -um adjetivo: 2) Jane is especially carefull in fog. (Jane é especialmente cautelosa na cerrração.) - How careful is Jane in fog? Especially. Quando modificam o adjetivo, os advérbios servem como resposta à pergunta How? (Como?). -um outro advérbio: 3) Jane doesn't drive particularly slowly. (Jane não dirige particularmente devagar.) - How slowlydoesn't Jane drive? Particularly. Quando modificam outro advérbio, os advérbios servem como resposta a pergunta How? (Quão?) -um particípio: What is more, Jane is always so well prepared to a trip, too. (Para completar, Jane está sempre muito bem preparada para uma viagem, também.) Nesta oração, prepared é o particípio do verbo to prepare, que está sendo modificado pelo advérbio well. -ou uma oração completa: Obviously, I can't know everything. (Obviamente, não é possível que eu saiba tudo.) Strangely, the man left the room. (Estranhamente, o homem saiu da sala.) Os advérbios obviously e strangely estão modificando o sentido geral da oração a que se referem, e, na maior parte das vezes, expressam a opinião de quem as emite. Portanto, há uma opinião expressa quando o advérbio está modificando a oração inteira. Esses advérbios são chamados de Comment/viewpoint Adverbs. Podemos dizer que os advérbios descrevem ou modificam (limitam o significado de) essas palavras.

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