Estudo dos gases
Variáveis de estado
ou
Variáveis termodinâmicas
Pressão, Volume e Temperatura
TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA
• Temperatura constante
• Volume inversamente proporcional à pressão
P = 1/V
P0V0 = PV
TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA
• Pressão constante.
• Volume diretamente proporcional à sua
temperatura.
V0/T0 = V/T
TRANSFORMAÇÃO ISOVOLUMÉTRICA ( ISOCÓRICA )
•Volume constante
•Pressão diretamente proporcional a temperatura
Movimento Browniano
Movimento aleatório de partículas num fluido (líquido
ou gás) como consequência dos choques entre todas
as moléculas ou átomos presentes no fluido.
Equação de estado dos gases ideais
Esta equação traduz a variação de uma determinada quantidade
de gás ideal, com a pressão, o volume e a temperatura:
PV = nRT
onde:
P - pressão do gás ( Pascal / atm);
V - volume ocupado pelo gás ( m³ / l );
n - quantidade química (número de moles) de gás presente (mol);
R - constante universal dos gases ideais; (8,31 J.mol-1.K-1 /
0,082atm . dm3 . mol-1 K-1 )
T - temperatura absoluta.
Equação geral dos gases
Exercício:
01 ] Certo gás contido em um recipiente de 1m³ com
êmbolo exerce uma pressão de 250Pa. Ao ser
comprimido isotermicamente a um volume de 0,6m³
qual será a pressão exercida pelo gás?
02 ] O gráfico abaixo mostra a isoterma de uma quantidade de
gás que é levado de um estado 1 para um estado 2. O volume do
estado 2, em litros, é:
(a) 2 L
(b) 4,5 L
(c) 6 L
(d) 4 L
(e) 3 L
03 ] Q5 - Para se realizar uma determinada experiência, • coloca-se
um pouco de água em uma lata, com uma abertura na parte superior,
destampada, a qual é, em seguida, aquecida, como mostrado na
Figura I; • depois que a água ferve e o interior da lata fica totalmente
preenchido com vapor, esta é tampada e retirada do fogo; • logo
depois, despeja-se água fria sobre a lata e observa-se que ela se
contrai bruscamente, como mostrado na Figura II. Com base nessas
informações, é CORRETO afirmar que, na situação descrita, a
contração ocorre porque
a) a água fria provoca uma contração do metal das paredes da lata.
b) a lata fica mais frágil ao ser aquecida.
c) a pressão atmosférica esmaga a lata.
d) o vapor frio, no interior da lata, puxa suas paredes para dentro.
04 ] Enem - Partículas suspensas em um fluido apresentam contínua
movimentação aleatória, chamado movimento browniano, causado
pelos choques das partículas que compõem o fluido. A ideia de um
inventor era construir uma série de palhetas, montadas sobre um eixo,
que seriam postas em movimento pela agitação das partículas ao seu
redor. Como o movimento ocorreria igualmente em ambos os sentidos
de rotação, o cientista concebeu um segundo elemento, um dente de
engrenagem assimétrico. Assim, em escala muito pequena, este tipo de
motor poderia executar trabalho, por exemplo, puxando um pequeno
peso para cima. O esquema, que já foi testado, é mostrado a seguir.
A explicação para a necessidade do uso da engrenagem com trava é:
A) O travamento do motor, para que ele não se solte aleatoriamente.
B) A seleção da velocidade, controlada pela pressão nos dentes da engrenagem.
C) O controle do sentido da velocidade tangencial, permitindo, inclusive, uma fácil
leitura do seu valor.
D) A determinação do movimento, devido ao caráter aleatório, cuja tendência é o
equilíbrio.
E) A escolha do ângulo a ser girado, sendo possível, inclusive, medi-lo pelo número de
dentes da engrenagem.
05 ] (UFMG) Um cilindro tem como tampa um êmbolo, que pode
se mover livremente.
Um gás, contido nesse cilindro, está sendo aquecido, como
representado na figura.
Assinale a alternativa cujo diagrama MELHOR representa a
pressão em função da temperatura nessa situação.
06 ] (FGV) Para garantir a dosagem precisa, um medicamento pediátrico
é acompanhado de uma seringa. Depois de destampado o frasco de
vidro que contém o remédio, a seringa é nele encaixada com seu
êmbolo completamente recolhido. Em seguida, o frasco é posicionado
de cabeça para baixo e o remédio é então sugado para o interior da
seringa, enquanto o êmbolo é puxado para baixo. Como consequência
da retirada do líquido, o ar que já se encontrava dentro do frasco,
expande-se isotermicamente, preenchendo o volume antes ocupado
pelo remédio.
Ao retirar-se uma dose de 40 mL de líquido do frasco, que continha um
volume ocupado pelo ar de 100 mL, o êmbolo encontra certa
resistência, devido ao fato de a pressão no interior do frasco ter se
tornado, aproximadamente, em Pa.
Dados: Pressão atmosférica = 1,0x105 Pa --- Suponha que o ar dentro
do frasco se comporte como um gás ideal --- Considere desprezível o
atrito entre o êmbolo e a parede interna da seringa.
a) 57 000.
b) 68 000.
c) 71 000.
d) 83 000.
e) 94 000.
Correção
3C
4D
5A
6 ] Inicialmente destampado = pressão atmosférica.
Vo (frasco) = 100ml
V = 140ml.
Considerando um gás ideal com transformação isotérmica:
Po ⋅ Vo = P ⋅ V
1 ⋅ 105 ⋅ 100 = P ⋅ 140
P = 71 ⋅ 103N/m²
Letra C