Aula sobre estado gasoso
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Professor Augusto Sérgio
Estudo do Estado Gasoso
Mergulhadora e tartaruga acima de um recife de corais nas ilhas Caimã
Teoria Cinética dos Gases
Professor Augusto Sérgio
Professor Augusto Sérgio
Você sabia?
Que a palavra gás é originada do latim chaos? O termo foi criado pelo médico e químico flamengo Van Helmont. Gás é definido, portanto, como um fluido que pode ser comprimido infinitamente e que assume a forma do recipiente que contiver.
Professor Augusto Sérgio
Vamos assistir um vídeo:
Programa: Aí tem Química
Episódio: Teoria Cinética dos Gases
Produção: Pontifícia Universidade do Rio de Janeiro
( PUC – RIO )
Professor Augusto Sérgio
Ar e atmosfera
“Além do mais, nós já estamos submersos ! A atmosfera é como se fosse um grande oceano
sobre as nossas cabeças”
Bruno / Personagem do vídeo
O que é atmosfera?
Professor Augusto Sérgio
Atmosfera
do Grego: Atmo = ar
Camada gasosa que envolve a terra
Professor Augusto Sérgio
Lei de Boyle
“O volume de um gás varia inversamente com a pressão aplicada a ele. Ou seja,
quanto maior a pressão, menor o volume. E quanto menor a pressão, maior o
volume”.
Joel / Personagem do vídeo
Professor Augusto Sérgio
“No pneu você foi aumentando a quantidade de ar lá dentro, ou seja,
mais ar no mesmo volume, logo, mais pressão”.
Joel / Personagem do vídeo
Professor Augusto Sérgio
Pressão Atmosférica
“Trata-se da pressão exercida pela atmosfera em um determinado ponto. É a força por unidade de
área exercida pelo ar contra uma superfície”.
Luiza / Personagem do vídeo
Professor Augusto Sérgio
Comprovação da Pressão Atmosférica
Professor Augusto Sérgio
Pressão atmosférica
Professor Augusto Sérgio
“Mas eu reparei um detalhe na Lei de Boyle ( … ) a temperatura
também interfere na pressão dos gases”?
Luiza / Personagem do vídeo
Professor Augusto Sérgio
Aumentando a Temperatura
Para uma massa fixa de gás mantido o volume constante
Aumenta o grau de agitação molecular Energia Cinética
Aumenta o número de choques entre as moléculas
Aumenta a Pressão exercida pelo Gás
Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases
“( … ) As partículas do ar também estão se chocando permanentemente contra o lado externo do pneu, contra a lataria dos carros, contra seu corpo. É a pressão atmosférica”.
Joel / Personagem do vídeo
Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases
Por que as partículas de gás não se depositam no solo pela ação da
gravidade?
Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases
Cientificamente admite - se que:
Todo gás é formado por partículas minúsculas que se movimentam
velozmente, de modo livre e desordenado
Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases
Por que os gases podem ser comprimidos e por que se
expandem e se contraem com a variação de temperatura?
Professor Augusto Sérgio
Admite-se que as moléculas dos gases estão:
Muito afastadas umas das outras- Há muitos espaços vazios entre as
moléculas
Professor Augusto Sérgio
Teoria Cinética dos Gases
Por que um gás exerce pressão uniforme nas paredes do recipiente que o contém?
Professor Augusto Sérgio
O choque das partículas com o recipiente que as contém,
origina a pressão do gás
Teoria Cinética dos Gases
Professor Augusto Sérgio
Admite-se que o choque que ocorre entre duas partículas
é perfeitamente elástico
Teoria Cinética dos Gases
Professor Augusto Sérgio
A pressão do gás depende do número de partículas
e da temperatura.
Teoria Cinética dos Gases
Professor Augusto Sérgio
A Energia Cinética Média das partículas que constituem o gás é proporcional á temperatura
Teoria Cinética dos Gases
Professor Augusto Sérgio
Um gás que obedeça a todos os postulados da Teoria Cinética dos
Gases é chamado de:
“Gás Perfeito ou Ideal”
Professor Augusto Sérgio
Explicação do comportamento dos gases de acordo com a Teoria Cinética
Influência da pressão
Professor Augusto Sérgio
Influência da Temperatura
Professor Augusto Sérgio
O volume de um gás
Professor Augusto Sérgio
O estado de um gás depende de três variáveis:
Pressão
Volume
Temperatura
Professor Augusto Sérgio
PRESSÃO: UNIDADES
Professor Augusto Sérgio
PRESSÃO: UNIDADES
Professor Augusto Sérgio
Volume
Professor Augusto Sérgio
Volume
Professor Augusto Sérgio
Temperatura
Professor Augusto Sérgio
Temperatura
Professor Augusto Sérgio
Há três mudanças de estado importantes:
Transformação Grandeza constante
Conhecida como Lei de
ISOTÉRMICA temperatura Boyle - Mariotte
ISOBÁRICA pressão Charles - Gay Lussac
ISOCÓRICA volume Charles - Gay Lussac
Transformações gasosas
Professor Augusto Sérgio
LEI DE BOYLE - MARIOTTE
Robert Boyle
(1627 – 1691)
“Numa transformação em temperatura constante, o volume V ocupado por uma dada massa de um gás é inversamente
proporcional à pressão P a que ela está submetida.”
Professor Augusto Sérgio
A lei de Boyle e a transformação isotérmica
P1= 1 atmV1 = 2 L
Estado inicial
P2 = 2 atmV2 = 1 L
Estado finalP .V = K
P1 . V1 = P2 . V2
Professor Augusto Sérgio
A lei de Boyle e a transformação isotérmica
P1= 1 atm
V1 = 2 L
Estado inicial
P2 = 2 atm
V2 = 1 L
Estado final
P .V = K
P1 . V1 = P2 . V2
Graficamente, temos:
Professor Augusto Sérgio
Interpretação:
Suponha um recipiente dotado de êmbolo móvel:
V
P
T = cte.
Uma vez que T é constante, o grau de agitação molecular não se altera.
Então, se dobrarmos a pressão sobre o êmbolo...
2 P
V / 2 ... o volume cai à metade!
T = cte.
P x V = 2 P x V / 2
Professor Augusto Sérgio
Professor Augusto Sérgio
Lei de Boyle
Professor Augusto Sérgio
GRÁFICOS
ISOTERMA
O PRODUTO (PV) É
CONSTANTE
P P x V
V P
Professor Augusto Sérgio
Exercícios de fixação:
01. Um gás ocupa um volume de 0,76 L sob pressão de 125mmHg. Na mesma temperatura, qual será o volume(L) ocupado se a pressão mudar para 0,1 atm?
T = Constante, Lei de Boyle
V1 = 0,76 L
P1 = 125mmHg Estado 1 Estado 2P2 = 0,1 atm = 76 mmHg
V2 = ?
P1.V1 = P2.V2
Aplicando a lei de Boyle:
125. 0,76 = V2 . 76
V2 = 1,25 L
Professor Augusto Sérgio
Exercícios de fixação:
02. Em um cilindro com êmbolo móvel, mantido a 30°C, há 400 cm3 de gás à pressão de 1,0 atm. Reduzindo a pressão para 152 mmHg. Qual o volume que o gás ocupará em litros?
T = Constante, Lei de Boyle
V1 = 400 cm3
P1 = 1atm = 760mmHg Estado 1 Estado 2P2 = 152 mmHg
V2 = ?
P1.V1 = P2.V2
Aplicando a lei de Boyle:
760. 400 = V2 . 152
V2 = 2000 cm3 = 2 L
Professor Augusto Sérgio
Outra forma de resolver a questão anterior:
Se P2 = 1 P1
5 Então V2 = 5V1
V2 = 5 X 400 = 2000cm3
Em palavras: Em temperatura constante se a pressão final do gás foi reduzida em cinco vezes da inicial, o volume final aumentará em cinco vezes do volume inicial.