Estudo do Estado Gasoso
Teoria Cinética dos Gases
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.
Vamos assistir um vídeo:
Programa: Aí tem Química
Episódio: Teoria Cinética dos Gases
Produção: Pontifícia Universidade do Rio de Janeiro
( PUC – RIO )
http://www.youtube.com/watch?v=WxR3m5Ncg-g
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?
Atmosfera
do Grego: Atmo = ar
Camada gasosa que envolve a terra
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
“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
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
Comprovação da Pressão Atmosférica
Pressão atmosférica
“Mas eu reparei um detalhe na Lei
de Boyle ( … ) a temperatura
também interfere na pressão dos
gases”?
Luiza / Personagem do vídeo
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
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
Teoria Cinética dos Gases
 Por que as partículas de gás não
se depositam no solo pela ação da
gravidade?
Teoria Cinética dos Gases
Cientificamente admite - se que:
Todo gás é formado por partículas
minúsculas que se movimentam
velozmente, de modo livre e
desordenado
Teoria Cinética dos Gases
 Por que os gases podem ser
comprimidos e por que se
expandem e se contraem com a
variação de temperatura?
Admite-se que as moléculas dos
gases estão:
Muito afastadas umas das outrasHá muitos espaços vazios entre as
moléculas
Teoria Cinética dos Gases
 Por que um gás exerce pressão
uniforme nas paredes do
recipiente que o contém?
Teoria Cinética dos Gases
O choque das partículas com
o recipiente que as contém,
origina a pressão do gás
Teoria Cinética dos Gases
Admite-se que o choque que
ocorre entre duas partículas
é perfeitamente elástico
Teoria Cinética dos Gases
A pressão do gás depende
do número de partículas
e da temperatura.
Teoria Cinética dos Gases
A Energia Cinética Média das
partículas que constituem o gás
é proporcional á temperatura
Um gás que obedeça a todos os
postulados da Teoria Cinética dos
Gases é chamado de:
“Gás Perfeito ou Ideal”
Explicação do comportamento dos
gases de acordo com a Teoria Cinética
Influência da pressão
Influência da Temperatura
O volume de um gás
O estado de um gás depende de três variáveis:
Temperatura
Pressão
Volume
Unidades
PRESSÃO: UNIDADES
Atmosferas (atm)
Milímetros de Mercúrio
( mmHg)
Pascal (Pa)
Conversão de Unidades
PRESSÃO: UNIDADES
1atm = 760 mmHg
1 atm = 101,3 KPa
Unidades
Volume
Metro Cúbico (m3)
Litro (L)
Mililitro ( mL)
Conversão de Unidades
Volume
1m3 = 103L
1L = 103 mL
1 mL = 1 cm3
Unidades
Temperatura
kelvin (K)
Graus Celsius (º C)
Conversão de Unidades
Temperatura
T(K) = T (ºC) + 273
T (ºC) = T(K) - 273
Transformações gasosas
Há três mudanças de estado importantes:
Transformação
Grandeza
constante
Conhecida
como Lei de
ISOTÉRMICA
temperatura
Boyle - Mariotte
ISOBÁRICA
pressão
Charles - Gay Lussac
ISOCÓRICA
volume
Charles - Gay Lussac
LEI DE BOYLE - MARIOTTE
“Numa transformação em temperatura
constante, o volume V ocupado por uma
dada massa de um gás é inversamente
proporcional à pressão P a que ela está
submetida.”
Robert Boyle
(1627 – 1691)
A lei de Boyle e a transformação isotérmica
Estado inicial
Estado final
P1= 1 atm
V1 = 2 L
P2 = 2 atm
V2 = 1 L
P .V = K
P1 . V1 = P2 . V2
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
Interpretação:
P
Suponha um recipiente
dotado de êmbolo móvel:
Então, se dobrarmos a
pressão sobre o êmbolo...
T = cte.
T = cte.
V
Uma vez que T é constante, o grau
de agitação molecular não se altera.
2P
PxV = 2PxV/2
V/2
... o volume cai à metade!
Transformação
Isotérmica
Lei de Boyle
P1.V1 = P2.V2
Lei de Boyle
O PRODUTO
(PV) É
CONSTANTE
GRÁFICOS
P
PxV
V
ISOTERMA
P
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
Estado 1
P1 = 125mmHg
V1 = 0,76 L
P2 = 0,1 atm = 76 mmHg
Estado 2
V2 = ?
Aplicando a lei de Boyle:
P1.V1 = P2.V2
125. 0,76 = V2 . 76
V2 = 1,25 L
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
Estado 1
P1 = 1atm = 760mmHg
V1 = 400 cm3
P2 = 152 mmHg
Estado 2
V2 = ?
Aplicando a lei de Boyle:
P1.V1 = P2.V2
760. 400 = V2 . 152
V2 = 2000 cm3 = 2 L
Outra forma de resolver a questão anterior:
Se P2 = 1 P1
5
Então V2 = 5V1
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.