1) O documento discute os conceitos básicos de gases, incluindo gás ideal, leis dos gases e transformações gasosas. 2) As propriedades de um gás são descritas por variáveis como volume, pressão e temperatura. 3) Existem três tipos de transformações gasosas mantendo uma variável constante: isoterma, isobárica e isovolumétrica.

1. Física – Prof. Mário Monteiro
ESTUDO DOS GASES
Gás: Essa conclusão é conhecida como lei de Charles e Gay-
Lussac.
Fluido que sofre grandes variações de volume para Graficamente, tem-se:
pequenas variações de pressão e que tende a ocupar todo o
espaço do recipiente.
Gás Ideal (ou perfeito):
• Interações entre as moléculas é desprezível;
• Volume ocupado pelas moléculas desprezível.
Estado de um gás:
Caracterizado por três grandezas: Volume (V), temperatura
(T) e pressão (p).
OBS: A temperatura sempre é dada em Kelvin (K);
Conversões freqüentes: OBS: Se T = T(OC) o gráfico não passa pela origem;
Observe que, se T = 0 K ou -273 OC, a pressão se
tornaria nula. Essa situação é irrealizável.
Lei Geral dos Gases Perfeitos Transformação Isobárica
Variam a temperatura e o volume, com a pressão
permanecendo constante. Logo, da Lei Geral dos Gases
ou
Condições Normais de Pressão e Temperatura (CNPT)
Essa conclusão é conhecida com o nome de lei de Charles.
Graficamente, a lei Charles é semelhante á lei de de Gay-
Lussac, ou seja, V x T é uma reta.
Transformação Isotérmica
atm = atmosfera técnica métrica
mmHg = milímetros de mercúrio Variam a pressão e o volume, com a temperatura
1 atm = 760 mmHg ≅ 105 Pa permanecendo constante.
Pa (Pascal)= N/m2
Da Lei Geral: p1 ∙ V1 = p2 ∙ V2 ⇒ P ∙ V = constante.
Transformações Gasosas
Podemos ter transformações à temperatura constante Essa conclusão é conhecida por lei de Boyle-Mariotte.
(isotérmica), a volume constante (isométrica ou isocórica) Graficamente, tem-se:
ou a pressão constante (isobárica).
A) Transformação Isométrica ou Isovolumétrica
É aquela na qual, entre dois estados, variam a temperatura e
a pressão, com o volume permanecendo constante.
Da Lei Geral dos Gases Perfeitos:
OBS: As duas curvas do gráfico têm temperaturas
diferentes, mas qualquer ponto em cada uma das curvas
individualmente tem a mesma temperatura.
, ou seja:
1

2. Física – Prof. Mário Monteiro
Exercícios m
n=
M
01. Calcule a variação de volume sofrida por um gás que
ocupa inicialmente o volume de 10  a 127 OC, quando sua Onde m é a massa de n mols do gás, e M é a massa molar
temperatura se eleva isobaricamente para 327 OC. (massa de 1 mol do gás).
Ex.: A massa molar do oxigênio vale M
;
= g / mol
32
02. A tabela mostra como varia o volume V de certa
logo, na massa de m = 96 g de O2 tem
quantidade de um gás ideal em função da temperatura
96 g
absoluta T. n= =3 mols .
32 g / mol
Volume (cm3) Temperatura (K)
10 50
15 75 Equação de Clayperon
30 150
Para um gás ideal, é válida a relação empírica:
40 200
90 450
a) Trace o gráfico dessa transformação, colocando em Onde R é a chamada constante universal dos gases
ordenadas os valores do volume, e em abscissas os da perfeitos, e pode assumir os valores:
temperatura.
b) Determine o tipo de transformação que o gás está
sofrendo
03. Um recipiente que resiste até a pressão de 3,0 ⋅10 5
2
N/m contém gás perfeito sob pressão 1,0 ⋅10 N/m2 e 5
temperatura 27 OC. Desprezando a dilatação térmica do OBS: A equação de Clayperon determina o valor exato da
recipiente, calcule a máxima temperatura que o gás pode constante pV/T (lei Geral).
atingir.
Exercícios
04. O gráfico representa a isoterma de certa massa de um
gás ideal que sofre uma transformação a temperatura 05. Um mol de certo gás exerce a pressão de 1 atm a 0 OC.
constante. Com base nos valores informados no Determine o volume ocupado por esse gás.
gráfico,determine a pressão correspondente ao estado B e o
volume correspondente ao estado C. 06. Certa massa de um gás de massa molar 28 g/mol, ocupa
o volume de 49,2  sob pressão de 3 atm e temperatura de
p (a tm )
27 OC. Determine:
A a) o número de mols do gás;
5 ,0 b) a massa do gás;
B c) o volume de 1 mol nas condições de pressão e
pB
temperatura consideradas.
C
1 ,0
0 0 ,5 0 ,8 Vc V (m 3 )
Conceito de mol. Número de Avogadro
A quantidade de partículas de um gás é muito grande, da
ordem de 1020 partículas por centímetro cúbico, e para
maior facilidade, avalia-se a quantidade de gás por meio do
seu número de mols (n).
Um mol de gás constitui-se de um número de moléculas
desse gás, dado pelo número de Avogadro. (NA = 6,02 · 1023
moléculas/mol). Em síntese, mol é apenas um número
definido convenientemente, como “saca de café”, dúzia,
etc. E NA representa apenas a Lei de Avogadro:
Volumes iguais de qualquer gás, nas mesmas
condições de temperatura e pressão, contêm o
mesmo número de partículas.
OBS: 1 mol de O2 tem a mesma quantidade de moléculas de
1 mol de H2. No entanto, isso não significa que suas massas
são iguais.
O número de mols (n) pode ser calculado por:
2

3. Física – Prof. Mário Monteiro
Exercícios Propostos (Estudo dos Gases)
01. Num recipiente de 41 litros são colocados 5,0 mols de a) 32 °C
um gás perfeito à temperatura de 27 °C. Qual a pressão b) 320 K
exercida pelo gás nessas condições? c) 360 K
d) 300 K
02. Um recipiente, de volume constante, é dotado de uma
válvula, e contém 1,5 mols de oxigênio a uma temperatura 09. Uma dada massa de gás perfeito está num recipiente de
de 127 °C. Abrindo-se a válvula, parte do gás escapa e a volume 8,0 litros, à temperatura de 7,0 °C, exercendo a
temperatura estabiliza em 27 °C. Sabendo-se que a pressão pressão de 4,0 atm. Reduzindo-se o volume a 6,0 L e
do gás é reduzida a um quarto com esse procedimento, qual aquecendo-se o gás, a sua pressão passou a ser 10 atm. Qual
a porcentagem do gás que resta no recipiente? a nova temperatura?
03. Um gás perfeito encontra-se no interior de um cilindro 10. A figura abaixo representa um balão contendo um gás.
metálico munido de um êmbolo e de uma torneira. O No gargalo, cuja secção reta é 2,5 cm 2, existe uma gota de
volume inicial do gás é V 0 e a sua pressão inicial é p0 = 4 mercúrio G. Quando a temperatura é 27 °C, o volume de
atm. Isotermicamente, abre-se a torneira e desloca-se o gás é 1 000 cm3.
êmbolo de forma que a metade da massa de gás escapa Determine quanto subirá a gota de
lentamente, ficando o gás residual reduzido a um volume mercúrio quando o balão for aquecido
igual a 2/3 do inicial. Qual a nova pressão do gás? a 42 °C. Considere desprezível o atrito
entre a gota e o gargalo.
04. Um gás perfeito, a uma pressão de 10 atm, ocupa um
volume de 4 litros. Ele sofre uma transformação isotérmica
e seu volume atinge 10 litros. A nova pressão exercida pelo
gás é de:
a) 4 atm b) 25 atm c) 100 atm d) 10 atm e) 250 atm
05. Um gás perfeito a 27 °C sofre uma expansão isotérmica
de A para B, caindo sua pressão a 1/5 do valor inicial.
Determinar, para o estado B, a pressão, o volume e a
temperatura do gás.
06. Um cilindro de paredes rígidas e êmbolo móvel, sem
atrito, contém certo gás em seu interior, conforme indica a
figura. Quando a temperatura é 27 °C, o volume ocupado
pelo gás é 5 litros. Qual deve ser a temperatura, em graus
Celsius, para que o volume do gás seja de 8 litros?
07. Dentro de um botijão existe determinada massa de gás
ocupando o volume de 5 litros a 300 K e à pressão de 6
atmosferas. O botijão é esfriado até 200 K. Determine a
pressão final dentro do botijão.
08. Um motorista calibrou os pneus do seu carro à
temperatura de 27 °C. Depois de rodar bastante, ao medir
novamente a temperatura, encontrou um resultado 20%
superior ao valor da calibração inicial. A temperatura do ar
comprimido, em Kelvin, deve ter atingido:
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