21/02/2014
Química 3 – Frente B
Estudo dos Gases
Prof. Andréa Alves
Gás e Vapor
A diferença entre gás e vapor é dada a partir da temperatura crítica.
O vapor é a matéria no estado gasoso, estado esse que pode ser
liquefeito com o aumento da pressão.
Com o gás não ocorre o mesmo. Ele é um fluido impossível de ser
liquefeito com um simples aumento de pressão. Isso faz com o gás
seja diferente do vapor.
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Características físicas dos gases:
-
Distancia entre as partículas,
Altas velocidades de movimentação das partículas,
Movimentos vibracional, rotacional e translacional de longo alcance,
Partículas com alta energia cinética,
Forças de atração e repulsão baixas,
Grande expansibilidade: ocupam todo volume disponível do recipiente
que os contém,
- Difusibilidade: gases misturam-se facilmente entre si,
- Compressibilidade: alta, diminui volume e aumenta pressão,
- Dilatabilidade: varia o volume com o aumenta da temperatura
Os gases reais: o hélio, o nitrogênio e o oxigênio, apresentam
características moleculares diferentes e particulares de cada um.
Contudo, outros gases em altas temperaturas e baixas pressões eles
passam a apresentar comportamentos muito semelhantes. um modelo
teórico, simples e que na prática não existe, com comportamento
aproximado ao dos gases reais, denominado de gás perfeito.
Lei geral dos gases perfeitos
A expressão que determina a lei geral para os
gases perfeitos pode ser vista da seguinte forma:
Onde po, Vo e To são respectivamente a pressão
inicial, volume inicial e temperatura inicial. Essa é
uma expressão que é utilizada para quando as
variáveis de um gás apresentar variações.
Lei de Boyle
Robert Boyle, físico e químico, foi quem determinou a lei que rege as
transformações sofridas por um gás, quando sua temperatura é
mantida constante. Sua lei diz que quando um gás sofre uma
transformação isotérmica, a pressão dele é inversamente proporcional
ao volume ocupado.
Dessa lei obtemos que como To = T temos que:
poVo = pV
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Lei de Charles
A lei de Charles é a lei que rege as transformações de um gás perfeito
a volume constante (isocóricas ou isométricas). Segundo essa lei,
quando uma massa de gás perfeito sofre transformação isocórica, a
sua pressão é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta.
Matematicamente essa lei pode ser expressa da seguinte forma:
Onde po e To são respectivamente a pressão inicial e a temperatura
inicial.
Lei de Charles e Gay-Lussac
A lei de Gay-Lussac é a lei que rege as transformações de um gás
perfeito à pressão constante. Segundo a lei, quando um gás sofre uma
transformação isobárica o volume do gás é diretamente proporcional à
sua temperatura absoluta. Matematicamente essa lei pode ser
expressa da seguinte forma:
Onde Vo e To correspondem respectivamente ao volume inicial e à
temperatura inicial.
Exercicios
Mediu-se a temperatura de 20 L de gás hidrogênio (H2) e o valor
encontrado foi de 27 ºC a 700 mmHg. O novo volume desse gás, a
87 ºC e 600 mmHg de pressão, será de:
a) 75 L.
b) 75,2 L.
Alternativa “c”.
c) 28 L.
É importante lembrar que a temperatura deve ser dada
d) 40 L.
obrigatoriamente em kelvin:
e) 38 L.
T (K) = T (ºC) + 273
T (K) = T (ºC) + 273
T (K) = 27 + 273
T (K) = 87 + 273
T (K) = 300 K
T (K) = 360 K
P1V1 = P2V2
T1
T2
700 . 20 = 600 . V2
300
360
14 000 = 600 . V2
300
360
300 (600 . V2) = 14 000 . 360
180 000 . V2 = 5 040 000
V2 = 5 040 000
180 000
V2 = 28 L
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(Estácio-RJ) Um volume de 10 L de um gás perfeito teve sua
pressão aumentada de 1 para 2 atm e sua temperatura
aumentada de -73 °C para +127 °C. O volume final, em litros,
alcançado pelo gás foi de:
a) 50
b) 40
c) 30
d) 10
e) 20
Alternativa “d”.
T (K) = T (ºC) + 273
T (K) = -73 + 273
T (K) = 200 K
T (K) = T (ºC) + 273
T (K) = 127 + 273
T (K) = 400 K
P1V1 = P2V2
T1
T2
1 . 10 = 2. V2
200
400
400V2 = 4 000
V2 = 10 L
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