AULA 7: 23/03 CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS GASES TRANSFORMAÇÕES GASOSAS

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CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS GASES

AULA 7: 23/03

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CARACTERÍSTICAS

GERAIS

DOS GASES

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CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

DOS GASES

Grande compressibilidade

Grande expansibilidade

Grande dilatabilidade

Não apresentam volume fixo

São miscíveis entre si em qualquer proporção.

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Para aumentar a pressão de um gás

Basta diminuir seu volume (comprimir o gás)

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Por outro lado, para um aumento da Energia cinética média (E_cin) é necessário promover uma mudança na temperatura do gás.

Podemos dizer que a E_cin é diretamente proporcional à temperatura: E_cin = KT

O gás que obedece a essa equação é considerado um Gás

Perfeito (ou gás ideal).

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GÁS IDEAL x GÁS REAL

Gás ideal é aquele que obedece à teoria cinética dos gases,

ou seja, é um modelo de gás perfeito.

Na prática, os gases reais tem um comportamento diferente,

que pode se aproximar desse modelo teórico em certas

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Maior altitude Menor Pressão

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GÁS x VAPOR

Vapor

- matéria no estado gasoso, quando ela é capaz de existir em equilíbrio com o líquido ou com o sólido correspondente, podendo sofrer liquefação por uma simples diminuição da temperatura ou aumento da pressão.

Ex. Vapor d’água

Gás

- Estado fluido da matéria, impossível ser liquefeito só por um aumento da pressão ou só por uma diminuição da temperatura, o que diferencia do vapor.

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1) Transformar os seguintes volumes para litros: a) 75 dm³ = b) 83,6 dm³ = c) 5,7 m³ = d) 2,2 m³ = e) 3900 cm³ = ATIVIDADES

2) Transformar as seguintes Unidades de pressão para mmHg: a) 3 atm = b) 470 torr = c) 1,5 atm = d) 0,5 atm = 75 L 83,6 L 5700 L 2200 L 3,9 L 2280 mmHg 470 mmHg 1140 mmHg 360 mmHg

1 dm³ = 1L

1 m³ = 1000L

1 atm = 760 mmHg

1 atm = 760 torr

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3) Transformar as seguintes temperaturas: a) 127 ºC = b) 700K = c) 500K = d) 25 ºC = 400K 427 ºC 227 ºC 298K

K = ºC + 273

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TRANSFORMAÇÕES

GASOSAS

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 Não tem alteração na quantidade de gás do recipiente.

Quando uma das variáveis de estado sofre alteração, dizemos que ocorreu uma transformação gasosa, que pode ser classificada como isotérmica, isobárica, isovolumétrica.

 Ao se estudar as relações entre as variáveis de estado de um gás – pressão, volume e temperatura – mantém-se uma dessas grandezas fixa e invariável.

1) relação entre pressão e volume - temperatura é mantida constante. 2) relação entre temperatura e volume - pressão é mantida constante. 3) relação entre pressão e temperatura - volume é mantido constante.

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1) TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA :



Temperatura constante.



Pressão e volume são inversamente proporcionais.



Essa transformação também recebe o nome de

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 Matematicamente, a Lei de Boyle-Mariotte pode ser descrita pela expressão:

P . V = constante

 Como o produto entre a pressão e o volume é constante, podemos concluir que:

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2) TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA



Pressão constante.



Volume e Temperatura são diretamente proporcionais.



Essa transformação é conhecida como 1ª Lei de Charles e Gay-

Lussac.

(Em um sistema sob pressão constante, observa-se que o volume ocupado por determinada massa fixa de gás é diretamente proporcional à temperatura).

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 Sempre que duas grandezas são diretamente proporcionais,

matematicamente temos que a razão entre elas é igual a uma constante:

V = k T

 podemos estabelecer a seguinte relação matemática: V_(inicial)= V_(final) T_(inicial) T_(final)

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3) TRANSFORMAÇÃO ISOVOLUMÉTRICA ( isocórica ou isométrica)

 Volume constante.

 Pressão e Temperatura são diretamente proporcionais.

 Essa transformação também recebe o nome de Lei de Gay- Lussac. ( para uma massa fixa de um gás, a volume constante, a pressão exercida é

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 Matematicamente, a Lei de Gay- Lussac pode ser descrita pela expressão:

P = k

T

 podemos estabelecer a seguinte relação matemática:

P_(inicial)= P_(final) T_(inicial) T_(final)

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EQUAÇÃO GERAL DOS GASES

A partir das equações que relacionam as transformações gasosas de uma massa fixa de um gás

P . V = constante P = k

T V = k

T

Pode-se escrever uma equação que relaciona as três variáveis

P

₁

. V

₁

=P

₂

. V

₂

T

₁

T

₂

OBS.

CNTP – Condições Normais de Temperatura e Pressão P = 1 atm = 760 mmHg

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EX 1.

Num recipiente com 12,5 mL de capacidade, está contida certa amostra gasosa cuja massa exercia uma pressão de 685,0 mmHg, à temperatura de 22°C. Quando esse recipiente foi transportado com as mãos, sua temperatura elevou-se para 37°C e a pressão exercida pela massa gasosa passou a ser, aproximadamente:

a) 0,24 atm b) 0,48 atm c) 0,95 atm d) 1,50 atm e) 2,00 atm 685,0 = P_final 295 310 P_final = 685,0 . 310 295 P_final = 719,83 mmHg 1 atm --- 760 mmHg x ---719,83 mmHg x = 719,83 mmHg . 1 atm 760 mmHg x ≈ 0,95 atm.

• Aplicando esses valores na fórmula, temos:

P_inicial = P_final T_inicialT_final Resolução: Dados: V = constante em 12,5 mL T_inicial = 22ºC + 273 = 295 K T_final = 37ºC + 273 = 310 K P_inicial = 685,0 mmHg P_final = ?

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EX 2.

O uso do amoníaco, NH₃, nos cigarros aumenta o impacto e o efeito da nicotina. […] “com esse estudo confirmamos o que antes desconfiávamos: as empresas manipulam a quantidade de amoníaco com o propósito de reforçar a nicotina, disse o deputado Henry Waxman (EUA)”.

Suponha que uma amostra de cigarro contenha 5 mL de NH₃, a 27 °C. Se aquecermos o cigarro a 627 °C, mantendo a pressão constante, o volume de NH₃, em L, será de:

a) 150. b) 15. c) 0,15. d) 0,015. e) 0,0015. Como a pressão é constante

V₁ = V₂ T₁ T₂ Dados: T₁ = 27 °C = 300 K T₂ = 627 °C = 900K V₁ = 5 mL = 0,005 L 0,005 = V₂ 300 900 V₂ = 0,015 L

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Ex 3.

Certo recipiente de capacidade 8,0 litros contém um gás ideal a 3,0 atm de pressão. Qual será o valor da pressão que esse gás ideal exercerá nas paredes do recipiente, se a temperatura for mantida constante e o volume for reduzido para 2,5 litros?

a) P = 9,6 atm. b) P = 6,9 atm. c) P = 7,6 atm. d) P = 8,6 atm. e) P = 5,6 atm.

Resposta: Dados: V₁ = 8L P₁ = 3,0 atm P₂ = ? V_{2 =} 2,5L P₁.V₁ = P₂.V₂ 3.8 = P₂.2,5 24 = P₂.2,5 P₂ = 24 2,5 P₂= 9,6 atm

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ATIVIDADES DO LIVRO:

PÁG:

529 ( 3,4,5)

530 (8)

538 (1,3)

539 (3)

543 (1,2)

548 (1 ao 9)

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Ex 4. Considere o diagrama:

Resolução: a) De I para II:

P= constante = 2 atm transformação isobárica;.

Responda:

a)Qual é o nome das transformações gasosas verificadas quando passamos de I para II, de II para III e de III para I?

b) Se a temperatura em II é igual a 227 ºC, qual é a temperatura em III e em I?

De II para III:

T = constante , o volume variou de 8 L para 4 L e a pressão variou de 2 atm para 4 atm transformação isotérmica;

De III para I:

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P_II . V_II = P_III. V_III T_IIT_III 2 . 8 = 4 . 4 500 T_III 2 . 8 . T_III = 500 . 4 . 4 16 T_III = 8000 T_III = 8000 16 T_III = 500 K = 227ºC P_II . V_II = P_I. V_I T_IIT_I 2 . 8 = 2 . 4 500 T_I 2 . 8 . T_I= 500 . 2 . 4 16 T_I= 4000 T_I =4000 16 T₁ = 250 K = -23 ºC b) T_K = T_ºC + 273 T_K = 227 + 273 T_K = 500 K

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Ex 5.

Certo gás está confinado em um recipiente hermeticamente fechado e inextensível. A temperatura do recipiente aumenta, aumentando a temperatura do gás em seu interior de 27°C para 227°C. Qual a relação entre a pressão final e inicial que o gás está submetido?

RESPOSTA :

• Como o recipiente está hermeticamente fechado, a massa é fixa. • Inextensível, ou seja, volume constante.

P₁= P₂ ∴ P₁ = P₂ ∴ P₂ = 5 T₁ T₂ 300 500 P₁ 3 Dados: T₁ = 27 ºC = 300K T₂ = 227 ºC = 500K