Prepara o Exame Nacional Física e Química A TEMPERATURA, PRESSÃO E DENSIDADE EM FUNÇÃO DA ALTITUDE A atmosfera terrestre divide-se em várias camadas de acordo com a sua composição e com a variação da temperatura com a altitude. A variação da estrutura e da temperatura das camadas da atmosfera está resumida na tabela abaixo. Camada Troposfera Estratosfera Mesosfera Termosfera Exosfera Caracterização - Ocorrem os fenómenos meteorológicos; - Possui 80% da massa total do ar; - Circulam os aviões comerciais. - A temperatura aumenta com a altitude devido à energia libertada nas reações em que o ozono intervém; - Circulam os aviões supersónicos. - Volatilizam-se os meteoros (estrelas cadentes). - As altas temperaturas provocam a ionização e dissociação das partículas aí existentes. - Região muito rarefeita; - Encontram-se os satélites estacionários. Variação da temperatura com a altitude Variação da densidade e da pressão atmosférica com a altitude Diminui Aumenta Diminui Diminui Aumenta Não sofre alteração Mole. Constante de Avogadro. Massa molar A pressão que a atmosfera exerce sobre a Terra depende da densidade dos gases aí existentes, isto é, depende do número de partículas, e quanto maior for o número de partículas, maior é a pressão exercida por esta na superfície terrestre. O número de partículas (unidades estruturais) existente numa pequena porção de matéria é muito grande, pelo que foi necessário criar uma grandeza específica: a quantidade de substância. Esta grandeza representa-se pelo símbolo n, tem como unidade SI a mole e símbolo mol. www.escolavirtual.pt | ©Escola virtual 1/2 Prepara o Exame Nacional Física e Química A A quantidade de substância contém o número de Avogadro de unidades estruturais (átomos, moléculas ou iões). O valor da constante ou número de Avogadro (NA) é aproximadamente 6,02 x 1023. Tal como uma dúzia de ovos contém 12 ovos, também uma mole de partículas contém 6,02 x 10 23 de partículas. Massa molar (M) – massa correspondente a uma mole de unidades estruturais. Exprime-se em g mol-1. A quantidade de substância que corresponde a 1 mol de átomos tem uma massa numericamente igual à massa atómica relativa (Ar), mas expressa em gramas. Se Ar (C) = 12,0 , então M (C) = 12 g mol-1 A quantidade de substância que corresponde a 1 mol de moléculas tem uma massa numericamente igual à massa molecular relativa (Mr), mas expressa em gramas. Se Mr (H2O) = 18,0 , então M (H2O) = 18 g mol-1 A quantidade química (n) pode obter-se através do quociente entre a massa (m) de uma dada amostra de substância e a sua massa molar (M). n=m×M O número de Avogadro e o conhecimento da massa e da massa molar de uma substância permitem calcular o número de partículas existentes nessa substância. Volume molar. Densidade de um gás Volume molar (Vm) – volume ocupado por uma mole de partículas. É determinado pelo quociente entre o volume (V) e a quantidade química (n) correspondente e exprime-se em dm3 mol-1. Vm = 𝑉 𝑛 Avogadro estabeleceu que volumes iguais de gases diferentes, medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura, contêm o mesmo número de partículas, ou seja: uma mole de qualquer substância gasosa sob as mesmas condições de pressão e temperatura ocupa o mesmo volume. Nas condições normais de pressão e temperatura (PTN), ou seja, à pressão de 1,01 x 105 Pa e à temperatura de 273 K, o volume ocupado por uma mole de qualquer gás (Vm) é 22,4 dm3 mol-1. Densidade de um gás ( ρ = 𝒎 𝑽 ) – Obtém-se através do quociente entre a massa do gás e o seu volume. Embora a sua unidade SI seja kg m-3, é costume usar-se g dm-3. Relação entre a densidade de um gás e a sua massa molar nas condições PTN Para uma mole de substância no estado gasoso e nas condições PTN, ρ= 𝑀 𝑉𝑚 ⇔ ρ= 𝑀 22,4 À medida que aumenta a altitude, os gases na atmosfera tornam-se cada vez mais rarefeitos e, consequentemente, a densidade da atmosfera diminui. www.escolavirtual.pt | ©Escola virtual 2/2