Estudo do Estado Gasoso

                                                  Teoria Cinética dos Gases




                                                      Professor Augusto Sérgio
                                                       Professor Augusto Sérgio
Mergulhadora e tartaruga acima de um recife de corais nas ilhas Caimã
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.



                         Professor Augusto Sérgio
Vamos assistir um vídeo:

            Programa: Aí tem Química

        Episódio: Teoria Cinética dos Gases

Produção: Pontifícia Universidade do Rio de Janeiro

                   ( PUC – RIO )



                                Professor Augusto Sérgio
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?
                            Professor Augusto Sérgio
Atmosfera


do Grego: Atmo = ar



     Camada gasosa que envolve a terra




                        Professor Augusto Sérgio
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




                        Professor Augusto Sérgio
“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




                     Professor Augusto Sérgio
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
                      Professor Augusto Sérgio
Comprovação da Pressão Atmosférica




                        Professor Augusto Sérgio
Pressão atmosférica




                      Professor Augusto Sérgio
“Mas eu reparei um detalhe na Lei
   de Boyle ( … ) a temperatura
 também interfere na pressão dos
              gases”?

                   Luiza / Personagem do vídeo




                    Professor Augusto Sérgio
Para uma massa fixa de gás mantido o volume constante


                Aumentando a
                 Temperatura


     Aumenta o grau de agitação molecular
              Energia Cinética



Aumenta o número de choques entre as moléculas


                Aumenta a Pressão
                 exercida pelo Gás Professor Augusto Sérgio
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
                        Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases

 Por que as partículas de gás não
se depositam no solo pela ação da
            gravidade?




                    Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases
Cientificamente admite - se que:

Todo gás é formado por partículas
 minúsculas que se movimentam
  velozmente, de modo livre e
          desordenado

                     Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases

 Por que os gases podem ser
   comprimidos e por que se
expandem e se contraem com a
   variação de temperatura?



                 Professor Augusto Sérgio
Admite-se que as moléculas dos
          gases estão:


Muito afastadas umas das outras-
Há muitos espaços vazios entre as
            moléculas


                     Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases

 Por que um gás exerce pressão
     uniforme nas paredes do
     recipiente que o contém?




                   Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases

O choque das partículas com
 o recipiente que as contém,
   origina a pressão do gás




                   Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases

Admite-se que o choque que
 ocorre entre duas partículas
   é perfeitamente elástico




                   Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases

A pressão do gás depende
 do número de partículas
     e da temperatura.




                 Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases
 A Energia Cinética Média das
partículas que constituem o gás
 é proporcional á temperatura




                   Professor Augusto Sérgio
Um gás que obedeça a todos os
postulados da Teoria Cinética dos
      Gases é chamado de:

     “Gás Perfeito ou Ideal”


                    Professor Augusto Sérgio
Explicação do comportamento dos
gases de acordo com a Teoria Cinética

       Influência da pressão




                        Professor Augusto Sérgio
Influência da Temperatura




                  Professor Augusto Sérgio
O volume de um gás




               Professor Augusto Sérgio
O estado de um gás depende de três variáveis:


Pressão                            Temperatura




                    Volume



                               Professor Augusto Sérgio
PRESSÃO: UNIDADES




          Professor Augusto Sérgio
PRESSÃO: UNIDADES




          Professor Augusto Sérgio
Volume




    Professor Augusto Sérgio
Volume




    Professor Augusto Sérgio
Temperatura




       Professor Augusto Sérgio
Temperatura




       Professor Augusto Sérgio
Transformações gasosas
 Há três mudanças de estado importantes:


Transformação   Grandeza       Conhecida
                constante      como Lei de
ISOTÉRMICA      temperatura   Boyle - Mariotte

ISOBÁRICA        pressão      Charles - Gay Lussac

ISOCÓRICA        volume       Charles - Gay Lussac



                               Professor Augusto Sérgio
LEI DE BOYLE - MARIOTTE



 “Numa transformação em temperatura
constante, o volume V ocupado por uma            Robert Boyle
 dada massa de um gás é inversamente
                                                 (1627 – 1691)
proporcional à pressão P a que ela está
              submetida.”




                                  Professor Augusto Sérgio
A lei de Boyle e a transformação isotérmica




Estado inicial   Estado final
                                             P .V = K
P1= 1 atm        P2 = 2 atm            P1 . V1 = P2 . V2
V1 = 2 L         V2 = 1 L
                                    Professor Augusto Sérgio
A lei de Boyle e a transformação isotérmica

                                     Graficamente, temos:

Estado inicial Estado final


P1= 1 atm      P2 = 2 atm

V1 = 2 L       V2 = 1 L


                                              P .V = K
                                        P1 . V1 = P2 . V2
                                     Professor Augusto Sérgio
Interpretação:                     P

   Suponha um recipiente                              T = cte.
   dotado de êmbolo móvel:

Então, se dobrarmos a                             V
pressão sobre o êmbolo...

                   2P         Uma vez que T é constante, o grau
T = cte.
                              de agitação molecular não se altera.

                                    PxV = 2PxV/2

                        V/2    ... o volume cai à metade!

                                          Professor Augusto Sérgio
Professor Augusto Sérgio
Lei de Boyle




           Professor Augusto Sérgio
GRÁFICOS                      O PRODUTO
                                     (PV) É
                                  CONSTANTE
P                  PxV




               V                              P

    ISOTERMA


                         Professor Augusto Sérgio
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
                                                     P2 = 0,1 atm = 76 mmHg
Estado 1      P1 = 125mmHg             Estado 2
               V1 = 0,76 L                            V2 = ?

                  Aplicando a lei de Boyle:

                  P1.V1 = P2.V2          125. 0,76 = V2 . 76

                              V2 = 1,25 L
                                                  Professor Augusto Sérgio
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
                                                        P2 = 152 mmHg
Estado 1      P1 = 1atm = 760mmHg          Estado 2
              V1 = 400 cm3                               V2 = ?

                  Aplicando a lei de Boyle:

                  P1.V1 = P2.V2         760. 400 = V2 . 152

                       V2 = 2000 cm3 = 2 L Professor Augusto Sérgio
Outra forma de resolver a questão anterior:



   Se P2 = 1 P1               Então V2 = 5V1
           5

              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.

                                        Professor Augusto Sérgio

Aula sobre estado gasoso

  • 1.
    Estudo do EstadoGasoso Teoria Cinética dos Gases Professor Augusto Sérgio Professor Augusto Sérgio Mergulhadora e tartaruga acima de um recife de corais nas ilhas Caimã
  • 2.
    Você sabia? Que apalavra 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. Professor Augusto Sérgio
  • 3.
    Vamos assistir umvídeo: Programa: Aí tem Química Episódio: Teoria Cinética dos Gases Produção: Pontifícia Universidade do Rio de Janeiro ( PUC – RIO ) Professor Augusto Sérgio
  • 4.
    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? Professor Augusto Sérgio
  • 5.
    Atmosfera do Grego: Atmo= ar Camada gasosa que envolve a terra Professor Augusto Sérgio
  • 6.
    Lei de Boyle “Ovolume 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 Professor Augusto Sérgio
  • 7.
    “No pneu vocêfoi aumentando a quantidade de ar lá dentro, ou seja, mais ar no mesmo volume, logo, mais pressão”. Joel / Personagem do vídeo Professor Augusto Sérgio
  • 8.
    Pressão Atmosférica “Trata-se dapressão exercida pela atmosfera em um determinado ponto. É a força por unidade de área exercida pelo ar contra uma superfície”. Luiza / Personagem do vídeo Professor Augusto Sérgio
  • 9.
    Comprovação da PressãoAtmosférica Professor Augusto Sérgio
  • 10.
    Pressão atmosférica Professor Augusto Sérgio
  • 11.
    “Mas eu repareium detalhe na Lei de Boyle ( … ) a temperatura também interfere na pressão dos gases”? Luiza / Personagem do vídeo Professor Augusto Sérgio
  • 12.
    Para uma massafixa de gás mantido o volume constante Aumentando a Temperatura Aumenta o grau de agitação molecular Energia Cinética Aumenta o número de choques entre as moléculas Aumenta a Pressão exercida pelo Gás Professor Augusto Sérgio
  • 13.
    Teoria Cinética dosGases “( … ) 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 Professor Augusto Sérgio
  • 14.
    Teoria Cinética dosGases  Por que as partículas de gás não se depositam no solo pela ação da gravidade? Professor Augusto Sérgio
  • 15.
    Teoria Cinética dosGases Cientificamente admite - se que: Todo gás é formado por partículas minúsculas que se movimentam velozmente, de modo livre e desordenado Professor Augusto Sérgio
  • 16.
    Teoria Cinética dosGases  Por que os gases podem ser comprimidos e por que se expandem e se contraem com a variação de temperatura? Professor Augusto Sérgio
  • 17.
    Admite-se que asmoléculas dos gases estão: Muito afastadas umas das outras- Há muitos espaços vazios entre as moléculas Professor Augusto Sérgio
  • 18.
    Teoria Cinética dosGases  Por que um gás exerce pressão uniforme nas paredes do recipiente que o contém? Professor Augusto Sérgio
  • 19.
    Teoria Cinética dosGases O choque das partículas com o recipiente que as contém, origina a pressão do gás Professor Augusto Sérgio
  • 20.
    Teoria Cinética dosGases Admite-se que o choque que ocorre entre duas partículas é perfeitamente elástico Professor Augusto Sérgio
  • 21.
    Teoria Cinética dosGases A pressão do gás depende do número de partículas e da temperatura. Professor Augusto Sérgio
  • 22.
    Teoria Cinética dosGases A Energia Cinética Média das partículas que constituem o gás é proporcional á temperatura Professor Augusto Sérgio
  • 23.
    Um gás queobedeça a todos os postulados da Teoria Cinética dos Gases é chamado de: “Gás Perfeito ou Ideal” Professor Augusto Sérgio
  • 24.
    Explicação do comportamentodos gases de acordo com a Teoria Cinética Influência da pressão Professor Augusto Sérgio
  • 25.
    Influência da Temperatura Professor Augusto Sérgio
  • 26.
    O volume deum gás Professor Augusto Sérgio
  • 27.
    O estado deum gás depende de três variáveis: Pressão Temperatura Volume Professor Augusto Sérgio
  • 28.
    PRESSÃO: UNIDADES Professor Augusto Sérgio
  • 29.
    PRESSÃO: UNIDADES Professor Augusto Sérgio
  • 30.
    Volume Professor Augusto Sérgio
  • 31.
    Volume Professor Augusto Sérgio
  • 32.
    Temperatura Professor Augusto Sérgio
  • 33.
    Temperatura Professor Augusto Sérgio
  • 34.
    Transformações gasosas Hátrês mudanças de estado importantes: Transformação Grandeza Conhecida constante como Lei de ISOTÉRMICA temperatura Boyle - Mariotte ISOBÁRICA pressão Charles - Gay Lussac ISOCÓRICA volume Charles - Gay Lussac Professor Augusto Sérgio
  • 35.
    LEI DE BOYLE- MARIOTTE “Numa transformação em temperatura constante, o volume V ocupado por uma Robert Boyle dada massa de um gás é inversamente (1627 – 1691) proporcional à pressão P a que ela está submetida.” Professor Augusto Sérgio
  • 36.
    A lei deBoyle e a transformação isotérmica Estado inicial Estado final P .V = K P1= 1 atm P2 = 2 atm P1 . V1 = P2 . V2 V1 = 2 L V2 = 1 L Professor Augusto Sérgio
  • 37.
    A lei deBoyle e a transformação isotérmica Graficamente, temos: Estado inicial Estado final P1= 1 atm P2 = 2 atm V1 = 2 L V2 = 1 L P .V = K P1 . V1 = P2 . V2 Professor Augusto Sérgio
  • 38.
    Interpretação: P Suponha um recipiente T = cte. dotado de êmbolo móvel: Então, se dobrarmos a V pressão sobre o êmbolo... 2P Uma vez que T é constante, o grau T = cte. de agitação molecular não se altera. PxV = 2PxV/2 V/2 ... o volume cai à metade! Professor Augusto Sérgio
  • 39.
  • 40.
    Lei de Boyle Professor Augusto Sérgio
  • 41.
    GRÁFICOS O PRODUTO (PV) É CONSTANTE P PxV V P ISOTERMA Professor Augusto Sérgio
  • 42.
    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 P2 = 0,1 atm = 76 mmHg Estado 1 P1 = 125mmHg Estado 2 V1 = 0,76 L V2 = ? Aplicando a lei de Boyle: P1.V1 = P2.V2 125. 0,76 = V2 . 76 V2 = 1,25 L Professor Augusto Sérgio
  • 43.
    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 P2 = 152 mmHg Estado 1 P1 = 1atm = 760mmHg Estado 2 V1 = 400 cm3 V2 = ? Aplicando a lei de Boyle: P1.V1 = P2.V2 760. 400 = V2 . 152 V2 = 2000 cm3 = 2 L Professor Augusto Sérgio
  • 44.
    Outra forma deresolver a questão anterior: Se P2 = 1 P1 Então V2 = 5V1 5 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. Professor Augusto Sérgio