Descrição da sobre a lei dos gases ideias e perfeitos. Física aplicada

1. FÍSICA APLICADA
ESTUDO DOS GASES
Universidade Zambeze
Curso de Licenciatura em Farmácia, 1º nível
Docente: Eugénio Tobias (Físico Médico, MSc)

2. Exercícios
1. O volume ocupado por certa massa de um gás ideal varia com a temperatura
de acordo com a tabela a seguir:
a) Que tipo de transformação o gás está sofrendo?
b) Construa um gráfico com os valores da tabela, colocando o volume(V) em
ordenadas e a temperatura absoluta (T) em abcissas

3. Solução

4. Lei dos gases ideais ou perfeitos
Conceito de mol
Mol é definido como a quantidade de matéria que contém um número
invariável de partículas (átomos, moléculas, electrões ou iões). Esse número
invariável de partículas é a constante de Avogadro ou número de Avogadro.
Portanto, 1mol de um gás é um conjunto de 6,01.1023.
M- Massa molar, m é massa da substância.
Por exemplo, a massa molar de 𝑂2, vale M= 32g/mol; logo, na massa m=96g
de oxigénio há o seguinte número de mols: n=
96𝑔
32𝑔/𝑚𝑜𝑙
= 3mols

5. Lei dos gases ideais
• Denomina-se gás ideal aquele cujas moléculas estão suficientemente afastadas
de modo que as interações entre elas sejam desprezíveis. Dessa maneira, o gás
ideal tem um comportamento relativamente simples sob quaisquer condições
de pressão e temperatura.
• A maioria dos gases se comporta como gás ideal a densidades baixas, ou a
temperaturas não excessivamente baixas nem pressões muito altas.

6. Gás ideal
• Um gás ideal é definido como um gás que obedece às leis dos gases em todas
as condições de pressão e temperatura. Os gases ideais têm velocidade e massa.
Eles não têm volume. Quando comparado com o volume total do gás, o volume
ocupado pelo gás é desprezível. Não condensa.
• Um gás real é definido como um gás que não obedece às leis dos gases em
todas as condições padrão de pressão e temperatura. Quando o gás se torna
massivo e volumoso, ele se desvia de seu comportamento ideal. Os gases reais
têm velocidade, volume e massa. Quando são resfriados até o ponto de
ebulição, eles se liquefazem. Quando comparado com o volume total do gás, o
volume ocupado pelo gás não é desprezível.

7. Lei dos gases ideais ou perfeitos
Equação de Clapeyron
• Clapeyron estabeleu que o quociente
𝑝𝑉
𝑇
é directamente proporcional ao
número de n mols de um gás ideal.
•
𝑝𝑉
𝑇
= Rn,
• Sendo R – constante de proporcionalidade, igual para todos os gases. É
chamada de Constante Universal dos gases perfeitos.
• A equação de Clapeyron é representada por:
• Como n=
𝑚
𝑀
, então a equação de Clapeyron fica:

8. Lei dos gases perfeitos
• Consideremos dois estados:
Estado 1: 𝑝1, 𝑉1, 𝑇1 e Estado 2: 𝑝2, 𝑉2, 𝑇2
Aplicando a equação de Clapeyron nos dois estados, temos:
Estado 1: 𝑝1.𝑉1 = n𝑅𝑇1 e Estado 2: 𝑝2.𝑉2 = n𝑅𝑇2
Dividindo as duas equações membro a membro temos:
Esta é a representação algébrica da lei dos gases perfeitos

9. Lei dos gases perfeitos
A partir da equação da lei geral dos gases perfeitos, podemos chegar as
transformações isocórica, isobárica e isotérmica.

10. Gases reais
• Como foi mencionado anteriormente, um gás só pode ser considerado ideal se sua
densidade for suficientemente pequena tal que as interações entre as moléculas possam ser
desprezadas.
• Entretanto, se a densidade de um gás assumir valores grandes, o que, por exemplo, pode
ser consequência de uma diminuição de volume, a Equação deixa de ser valida.
• Esse decréscimo pode ser causado por um aumento de pressão ou por um abaixamento de
temperatura.
• No primeiro caso, com o aumento de pressão, o volume ocupado por n mols de um gás
diminui, acarretando um aumento de densidade que torna não-desprezíveis as interações
entre as moléculas.
• No caso da diminuição de temperatura, a agitação das moléculas também diminui, ou seja,
sua energia cinética decresce, o que torna menor o volume ocupado pelas moléculas e,
consequentemente, mais importante as interações entre elas.

11. Gás Ideal VS Gás real
• _
Gás ideal Gás real
Não tem volume definido Tem volume definido
Colisões elásticas entre partículas Colisões inelásticas entre partículas
É um gás hipotético, não existe
realmente no meio ambiente
Realmente existe no meio ambiente
Alta pressão A pressão é menor comparada ao gás
ideal
É independente Interage com outros gases
Obdece a lei pV=nRT P+((n2a)V2)(V−nb)=nRT

12. Gases reais
• Os gases que não obedecem a equação de estado do gás ideal se chamam
gases reais. Nesse caso, uma equação que relaciona a pressão, o volume e a
temperatura é a Equação de Van der Waals: