Gases_Perfeitos - estudo dos gases perfeitos e aplicacoes

1. TEORIA CINÉTICA
DOS GASES

2. ESTADOS FÍSICOS
* Forma e volume
constante
* Forma variável e
volume constante
*Totalmente
desorganizado

4. Efeito de Tyndall

5. Panela de pressão

6. Teoria Cinética dos Gases

7. • A pressão do gás é resultante das colisões das
moléculas contra as paredes do recipiente.
• Estas colisões e as colisões entre as moléculas são
elásticas (sem perda de energia)
• O espaço entre as partículas é muito maior do
que o tamanho de cada partícula

9. Variáveis de Estado
• As grandezas que caracterizam o estado de um gás são as seguintes
• Temperatura: grandeza física que está relacionada à energia
cinética de translação das partículas do gás.
A temperatura medida será sempre na escala absoluta, mas poderá
ser utilizada a escala Celsius nos casos de medidas da variação de
temperatura.

10. • Volume: Sendo os gases extremamente expansíveis, suas moléculas
ocupam todo o espaço disponível no recipiente que os contém.
Assim, o volume do gás corresponde à capacidade do recipiente.

11. • Pressão: o conjunto das colisões das moléculas entre si e contra as
paredes do recipiente exerce uma pressão de dentro para fora.

12. Transformação Isotérmica: Lei de Boyle-
Mariotte:
Lei de Boyle-Mariotte : P1 V1 = P2 V2 = K

13. • Para cada valor da temperatura absoluta do gás obtemos uma
hipérbole diferente. Quanto maior a temperatura, mais afastada da
origem dos eixos encontra-se a hipérbole. Isotermas

14. Importante:
Muitas experiências modernas mostram que a lei de Boyle
só nos limites das pressões baixas, e que os gases reais só
a obedecem no limite de a pressão tender a zero.
A lei de Boyle se a aplica a todos os gases
independentemente de sua natureza química (desde que a
baixa pressão) é que a baixas pressões as moléculas estão
muito afastadas umas das outras e, em media não exerce
influencia sobre a outra; as respectivas trajetórias são,
então, independentes.

15. Transformação Isobárica: Lei de Charles e Gay-
Lussac:

16. Transformação Isobárica
• A transformação isobárica ocorre a pressão
constante.
• O volume ocupado por uma massa de gás é
diretamente proporcional a sua temperatura.
• O aumento da temperatura aumenta a
energia cinética (movimento) das moléculas
do gás.

17. RELAÇÃO ENTRE TEMPERATURA E VOLUME

18. Transformação Isocórica: Lei de Charles

20. Equação de Clapeyron
• A equação de Clapeyron é uma equação de estado que relaciona as
três variáveis de estado (p,V, T) caracterizando o estado de um gás
perfeito. CNTP: Temperatura °C e Pressão: 1atm = 105 Pa

23. Exemplos
(UFRJ/2002) Um gás ideal em equilíbrio termodinâmico está
armazenado em um tubo cilíndrico fino de altura L = 10,0 cm e
área transversal A = 1,0 cm2, provido de um êmbolo móvel
perfeitamente ajustado às paredes do tubo. Suponha que a
massa do conjunto móvel composto por êmbolo, haste e
suporte seja desprezível e, portanto, a pressão no interior do
tubo seja inicialmente igual à pressão atmosférica, p = 1,0×105
N/m2. Uma massa m = 0,50 kg é então colocada sobre o suporte
(veja a figura).
Sob ação do peso da massa m, o êmbolo desce uma altura x, em
que o gás volta a atingir o equilíbrio termodinâmico com a
mesma temperatura do estado inicial. Suponha que a
aceleração da gravidade seja g = 10 m/s2.
Calcule o valor de x.

25. Exemplos
(UEPB-07) O estudo dos gases criou-se de um modelo teórico, denominado gás-perfeito ou ideal. Vários
cientistas contribuíram para este estudo, dentre eles Boyle (1627-1691), Mariotte (1620-1684), Gay-
Lussac (1778-1850), e Charles (1746-1823). As situações abaixo descritas referem-se a alguns fenômenos
e teorias existentes acerca do gás ideal.
Situação I – Ao introduzir ar num pneu vazio, os choques das moléculas dos gases que compõem o ar com
as paredes internas do pneu fazem com que ele se encha.
Situação II – Dentro de um botijão existe uma determinada massa de gás a 300 K e sob pressão de 6 atm.
Sendo o seu volume invariável, ao esfriá-lo até 200 K, sua pressão passa a ser de 3 atm.
Situação III – Ao emborcar uma lata vazia de refrigerante, depois de aquecida, num recipiente com água
fria, ela é amassada pela pressão atmosférica, devido ao aumento de pressão em seu interior, resultado
do resfriamento do ar rarefeito que foi aprisionado.
Para as situações supracitadas, é (são) verdadeira(s):
a) Somente II e III b) Somente I e II c) Somente I d) Somente I e III e) I, II e III