1ªEJA FASEFÍSICA PROF.ª RISÔLDA FARIAS

PROF. NELSON BEZERRA

Unidade IVSer humano e saúde

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 16.2Conteúdo

• As variáveis de estado: pressão, volume e temperatura; Transformações gasosas

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Habilidade • Associar as variáveis de estado: pressão, volume e

temperatura e Transformações gasosas em relação com o cotidiano.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Estudo dos gasesPara que possamos estudar os gases, é necessário antes de qualquer coisa definir três tipos de gases:

• Gás Ideal: um gás ideal consiste num gás hipotético que obedece rigorosamente às leis dos gases ideais.

REVISÃO

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• Gás Real é aquele que encontramos na natureza, ou seja, os gases comuns aos quais podemos a qualquer momento nos deparar com uma amostra real;

REVISÃO

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• Gás Perfeito é aquele que tem suas características próximas à do gás ideal, porém tal fato se dá através de processos não naturais.

REVISÃO

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Desafio do dia

DESAFIO DO DIA

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A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Ao assistir ao vídeo, qual assunto que vamos estudar hoje?

DESAFIO DO DIA

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Gases do cotidiano

AULA

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As variáveis de estadoAntes de estudar esses três tipos de transformações gasosas, devemos saber que temos três grandezas que servem para esse estudo, elas são denominadas variáveis de estado: Pressão, volume e temperatura.

AULA

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PressãoA pressão (p): é uma grandeza escalar, definida como a razão entre a intensidade da força resultante, aplicada perpendicularmente a uma superfície e à área dessa superfície: P = F /A

AULA

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As unidades mais usadas para pressão são o Pascal (Pa), a atmosfera técnica métrica (atm), a atmosfera normal (At) e o milímetro de mercúrio (mmHg), tendo as equivalências:1 Pa = 1 N/m2

1 At = 760 mmHg = 105 Pa1 atm = 1 kgf/cm2 = 105 Pa

AULA

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VolumeO volume (v): é o tamanho do volume do recipiente que contém o gás. O volume de um gás corresponde à capacidade do recipiente. As unidades de Volume que encontraremos com maior frequência são o metro cúbico (m3) e o litro (L). Igual ao volume do recipiente que o contém. As unidades são:

1 L = 1 dm3 = 10-3 m3 e 1 m3 = 103 L

AULA

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AULA

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Temperatura absolutaA temperatura absoluta (T): é a medida do grau de agitação molecular do gás, quando, uma ou mais dessas grandezas variam, dizemos que o gás sofreu uma transformação. Nos estudos dos gases utiliza-se a escala Kelvin (K), cuja fórmula de conversão em relação à temperatura em graus Celsius (C) é:

TK = C+273

AULA

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Transformações gasosasa) Transformação isobáricaNessa transformação “o volume ocupado pelo gás é diretamente proporcional a sua temperatura”. Essa lei ficou conhecida como Lei de Gay-Lussac, onde o volume e a temperatura variam, e a pressão mantém-se constante.

V = KT

AULA

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VV0 = TT0

T0 - temperatura inicialT - temperatura final

AULA

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b) Transformação isovolumétrica ou isocórica

Nessa transformação “a pressão que o gás exerce é diretamente proporcional a sua temperatura”. Essa lei ficou conhecida como Lei de Charles, onde a pressão e a temperatura variam, e o volume mantém-se constante.

P = KT

PP0 = TT0

AULA

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c) Transformação isotérmicaNessa transformação “a pressão exercida pelo gás é inversamente proporcional ao volume por ele ocupado”. Essa lei ficou conhecida como Lei de Boyle-Mariotte, onde a pressão e o volume variam, e a temperatura mantém-se constante.

P . V = KP0 . V0 = P . V

AULA

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Tabela

AULA

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1. (UFU-MG) As grandezas que definem completamente o estado de um gás são:

a) somente pressão e volumeb) apenas o volume e a temperatura.c) massa e volume.d) temperatura, pressão e volume.e) massa, pressão, volume e temperatura.

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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2. O texto deve ser usado para a questão a seguir.

A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedação que não deixa o vapor escapar, a não ser através de um orifício central sobre o qual assenta um peso que controla a pressão.Quando em uso, desenvolve-se uma pressão elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é necessário

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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observar a limpeza do orifício central e a existência de uma válvula de segurança, normalmente situada na tampa.O esquema da panela de pressão e um diagrama de fase da água são apresentados abaixo.

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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A vantagem do uso de panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos e isto se devea) à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa.b) à temperatura de seu interior, que está acima da

temperatura de ebulição da água no local.c) à quantidade de calor adicional que é transferida à panela.d) à quantidade de vapor que está sendo liberada pela

válvula.e) à espessura da sua parede, que é maior que a das panelas

comuns.

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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3. Quais os tipos de transformações gasosas? Explique cada uma.

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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Gabarito da DLI1. d2.

b) à temperatura de seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água no local.

3. Os tipos de transformações gasosas: Isobárica, isocórica ou isovolumétrica e isotérmica.

PREVIEWINTERATIVIDADE

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Gabarito da DLIIsobárica (pressão constante); caso se aumente a temperatura o volume também aumenta.Isocórica ou Isovolumétrica (volume constante); ao se aumentar a temperatura a pressão também aumenta.Isotérmica (temperatura constante); caso se diminua o volume do gás (diminuindo o volume do recipiente que o contém), a pressão aumenta.

PREVIEWINTERATIVIDADE

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Estudo dos gasesPara que possamos estudar os gases, é necessário antes de qualquer coisa definir três tipos de gases:

• O gás real, o gás ideal e o gás perfeito. Vale lembrar que estas definições de gases é o que nos fará entender sobre a teoria cinética dos gases e estudos posteriores a este, que contemplem esse tema.

RESUMO DO DIA

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DiferençasGás Ideal = Gás Perfeito ≠ Gás Real

• Gás Ideal é um gás técnico, com todas as propriedades bem definidas, obedecendo perfeitamente a todas as leis;

• Gás Perfeito é o mesmo que um gás ideal, já que ele comporta-se perfeitamente às leis;

• Gás Real, como o nome diz, são os gases propriamente ditos, comportando-se cada um de maneira específica, mantendo a variabilidade. Tornando tudo mais complexo.

RESUMO DO DIA

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Modelo do gás perfeito • As moléculas de um gás perfeito são consideradas

pontuais. • As interações entre as moléculas do gás perfeito são

desprezáveis. • Um gás perfeito é todo o gás que obedece à equação dos

gases perfeitos. • A energia interna de um gás ideal é só função da

temperatura.

RESUMO DO DIA

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No local onde você se encontra, há aproximadamente, em cada centímetro cúbico, 1020 moléculas dos componentes do ar (oxigênio, hidrogênio, nitrogênio etc.)

1,0 cm

1,0 cm 1,0 cm

RESUMO DO DIA

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Número de mols (n): é como se costuma quantificar uma porção de gás.Um mol de um gás constitui-se de um número de moléculas desse gás: o número de Avogadro (A = 6,02x1023 moléculas/mol).

n = massa do gás / mol = m /Mm = massa do gásM = massa molar ou molécula grama

mn = M

RESUMO DO DIA

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A Teoria cinética dos GasesPodemos entender a Teoria cinética (ou cinético-molecular) pelos seguintes postulados:

RESUMO DO DIA

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Postulado 1

RESUMO DO DIA

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Postulado 2

RESUMO DO DIA

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Postulado 2

RESUMO DO DIA

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Postulado 3

RESUMO DO DIA

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Postulado 3

RESUMO DO DIA

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Postulado 4

RESUMO DO DIA

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Postulado 4

RESUMO DO DIA

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Variáveis de Estado • São as grandezas que servem para caracterizar certa

quantidade de gás no que se refere à sua quantidade de energia interna.

• Pressão(P) em pascal (Pa): a pressão que um gás exerce é devida ao choque de suas partículas contra as paredes do recipiente.

• Volume (V) em m3 é o volume de um gás perfeito medida da capacidade oferecida pelo recipiente que contém o gás.

RESUMO DO DIA

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Temperatura absolutaA temperatura absoluta (T): é a medida do grau de agitação molecular do gás, quando, uma ou mais dessas grandezas variam, dizemos que o gás sofreu uma transformação. Nos estudos dos gases utiliza-se a escala Kelvin (K), cuja fórmula de conversão em relação à temperatura em graus Celsius (C) é:

TK = C+273

RESUMO DO DIA

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Transformações gasosasa) Transformação isobáricaNessa transformação “o volume ocupado pelo gás é diretamente proporcional a sua temperatura”. Essa lei ficou conhecida como Lei de Gay-Lussac, onde o volume e a temperatura variam, e a pressão mantém-se constante.

V = KT

RESUMO DO DIA

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b) Transformação isovolumétrica ou isocórica

Nessa transformação “a pressão que o gás exerce é diretamente proporcional a sua temperatura”. Essa lei ficou conhecida como Lei de Charles, onde a pressão e a temperatura variam, e o volume mantém-se constante.

P = KT

PP0 = TT0

RESUMO DO DIA

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c) Transformação isotérmicaNessa transformação “a pressão exercida pelo gás é inversamente proporcional ao volume por ele ocupado”. Essa lei ficou conhecida como Lei de Boyle-Mariotte, onde a pressão e o volume variam, e a temperatura mantém-se constante.

P . V = KP0 . V0 = P . V

RESUMO DO DIA

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Como você descreveria um gás?

DESAFIO DO DIA

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Desafio do dia

DESAFIO DO DIA

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A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Ao assistir ao vídeo, qual assunto que vamos estudar hoje?

DESAFIO DO DIA

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