I – GASES
Universidade Federal do Espírito Santo
Centro Universitário Norte do Espírito Santo
Departamento de Ciências Naturais
Profa. Gilmene Bianco
Vocês sabem de onde vem o gás que enche o Airbag
em caso de colisão? Que gás é este?
Sob uma mesma pressão e
temperatura, gases diferentes
possuem densidades diferentes.
O gás hélio, por exemplo, tem
uma densidade de 161 mg/L nas
CATP. Já o mesmo volume, nas
mesmas condições, o gás
nitrogênio tem uma densidade de
1,129 g/L, nas CATP.
E é justamente esta propriedade (diferenças nas densidades) que permite-nos
voar em um balão de gás. Isto é possível pois o balão contém um gás de
densidade menor do que a densidade da troposfera - tal como gás hélio,
hidrogênio ou mesmo o ar atmosférico aquecido.
Boyle foi o primeiro
cientista a conduzir
experimentos físico-químicos
controlados e a publicar seus
resultados com detalhes
experimentais elaborados,
observações criteriosas e
conclusões fundamentadas,
tal como nos papers atuais!
Deduza uma
equação da pressão
na base de uma
coluna de líquido de
densidade (massa
específica) ρ e altura
h na superfície da
Terra.
P x V = constante
A lei de Boyle prevê que a densidade de um gás seja
diretamente proporcional à pressão, exercida sobre este.
A isoterma acima ilustra outra observação de Boyle: o volume de
um gás tende ao infinito quando a pressão tende a zero; e o
volume tende a zero quando a pressão tende ao infinito. Um gás
real tem comportamento próximo ao do gás ideal nas regiões onde
a pressão tende a zero.
Lei de Boyle
Quando você suga na extremidade do canudo, você provoca uma
redução na pressão do ar no interior do canudo. A pressão
atmosférica, atuando na superfície do líquido, faz com que ele suba
no canudinho. Algumas bombas, para elevação de água, têm seu
funcionamento baseado neste mesmo princípio.
Lei de Boyle
Lei de Boyle
Lei de Boyle
Lei de Charles
O que impressiona nas curvas isobáricas de Charles, é o que
acontece quando se extrapola as curvas para temperaturas menores:
todas, independentemente da pressão, culminam no mesmo valor de T
para o volume zero: -273,15 °C. O que foram confirmados e
publicados por outro francês, o Joseph-Louis Gay-Lussac, um gás teria
um volume nulo (zero) se a temperatura for de -273,15 °C.
O volume é diretamente proporcional ao número de
partículas de gás, ou seja, quanto maior for o número de moles
do gás, maior será o seu volume, nas mesmas T e p.
Massa molar do ar=28,6 g/mol
A pressão parcial pode ser obtida pela fração molar (X) do gás
na mistura. Então, p(N2) = X(N2).p(total)
Pressão de Vapor e Umidade Relativa
Domingo, 01/03, manhã
poucas nuvens
Temperatura: 21 °C
Umidade relativa: 74%
A umidade relativa do ar, que neste dia era de 74%. O que significa
este número?
Este número indica a relação entre a quantidade de água (g) que existe
atualmente no ar e a máxima quantidade possível de água (g) para
esta temperatura. Esta quantidade máxima é fruto da pressão de
vapor da água, que é uma função de Temperatura.
Pressão de Vapor e Umidade Relativa
umidade relativa = pvapor(H2O)/p°vapor(H2O)
Se a umidade relativa é de
74%, então a pressão real de
vapor da água em São Mateus
no dia 07 de agosto era de
(0,74 x 18,65) mmHg.
P = 13,80 mmHg
Este valor é, na verdade, a pressão de vapor de equilíbrio da água a
uma temperatura menor: 17°C. Qualquer temperatura abaixo deste
valor irá forçar a uma parcela das moléculas de água dispersas no ar
a se condensar em um líquido - o orvalho.
R: 0,102 atm
Efusão e Difusão de Gases
A observação feita por
Graham: que a velocidade de
difusão ou efusão de um
gás
era
inversamente
proporcional ao quadrado
de sua massa molar. Ou
seja, quanto mais pesado for o
gás, menor sua velocidade de
efusão.
Isto é uma consequência da lei de Graham: ocorre porque o gás do
balão azul é o hélio, de menor massa molar que o gás do balão
vermelho, o nitrogênio. Logo, a velocidade de efusão do gás do balão
azul através da válvula é maior do que a do gás do balão vermelho.
Exercícios
1- Qual seria a pressão total de uma mistura preparada
adicionando-se 20,0 cm3 de N2, a 0 °C e 98,7 kPa, a 30,0 cm3 de
O2, a 0°C e 85,3 kPa, em um recipiente de 50,0 cm3 a 0°C?
2- Determine a massa em gramas de : (a) 1,00L de gás Oxigênio
nas CNTP, (b) 636 mL de N2 a 3,55 atm e 68 C.
3- Um certo gás, X, efunde através de um orifício de agulha, a
velocidade de 2,43 mL min.-1. Se metano, CH4, efunde através de
um orifício de agulha sob condições comparáveis à velocidade de
6,68 mL min.-1, qual a massa molecular de X?
R1= 90,7 kPa; R2=1,43 e 2,26g e R3=121 g/mol