Estudo dos Gases
Prof. Fabio Costa
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SUMÁRIO
1.Características dos gases;
2.Gases Ideais – Definição;
3.Introdução à teoria cinética dos gases;
4.Leis dos gases ideais;
5.Mistura de gases (lei de Dalton);
6.Gases Reais – Definição;
7.Fator de Compressibilidade (Z);
8.Equações de Estado Van der waals.2
Características dos Gases
• Possuem forma e volume indefinidos;
• Formam misturas homogêneas;• Possuem alta
compressibilidade devido ao grande espaçamento entre suas moléculas;
• Possuem baixa densidade.
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Pressão
Pressão é a força F agindo sobre uma área A.Os gases exercem pressão na superfície em que
estão em contato.
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Unidades de pressão
Pascal (Pa) 1Nm-2
bar 105Pa
atmosfera (atm) 101,325kPa = 1,01325bar
torr (Torr)760Torr = 1atm
1Torr = 133,32Pa
milímetros de mercúrio (mmHg) 760mmHg = 1atm
Pressão hidrostática de uma columa
ghPP 0
Gases Ideais (definição)
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Teoria Cinética dos Gases
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Leis dos Gases
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Leis dos Gases
O estado de um gás ideal pode ser definido pelas seguintes variáveis:
pressão (P), volume (V), temperatura (T) e quantidade de matéria (n).
=>A equação de estado de um gás ideal p= f(n,V,T)
Lei de Boyle;Lei de Charles;Pricípio de Avogadro.
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Lei de Boyle
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A experiência de Boyle
•Condições isotérmicas
PV= constante, ou seja
P V-1
P1V1 = P2V2
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Lei de Boyle
• Temperatura constante;• O volume de certa massa de gás perfeito é
inversamente proporcional à pressão suportada.
P . V = K (constante)
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Lei de Charles
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Experiencia de Charles e Gay Lussac
•Condições isobáricas e isocóricas
V T
2
2
1
1
2
2
1
1
T
V
T
V
T
P
T
P
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Lei de Charles
• Pressão constante;• O volume é diretamente proporcional à
temperatura absoluta do gás.
V / T = K (constante)
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Princípio de Avogadro
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Experiencia de Charles e Gay Lussac
•Condições isobáricas e isocóricas
V T
2
2
1
1
2
2
1
1
T
V
T
V
T
P
T
P
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Lei de Avogadro
• Pressão e Temperatura constantes;• O volume é proporcional ao número de moléculas.
V / n = K (constante)
6,02 x 1023 moléculas = 22,4 L
(CNTP)
Equação dos Gases Ideais
P V = n R T
V – volume P – pressão n – quantidade (mols)R – constanteT – temperatura (K)
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Densidade dos Gases
RTM
mPV
nRTPV
V
m
RT
PM
RT
PMd
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Misturas de Gases e Pressões Parciais
• A pressão total da mistura gasosa é a soma das pressões parciais que cada gás exerceria se estivesse sozinho (Lei de Dalton).
Pt = P1 + P2 + ... + Pn
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MISTURA GASOSA - PRESSÃO PARCIAL
Gás ideal - não há interações entre as moléculas, assim irá se comportar como se estivesse ocupando todo o recipiente sozinho.
LEI DE DALTON
1. Em uma mistura de gases ideais, cada gás exerce uma pressão relativa equivalente à fração molar deste em relação à pressão total da mistura.
2. A pressão total de uma mistura é a soma das pressões individuais de cada componente.
n
iiPP
121ttii
ti
t
ii
....P P PxP
)(P totalpressão )(P parcial pressão
n
n x:molar Fração
Fração molarPressão total
1.2 As Leis dos Gases (cont.)
As pressões parciais pA e pB de uma mistura binária de gases (ideais ou reais) com pressão total p à medida que a composição muda de A puro para B puro. A soma das pressões parciais é igual à pressão total. Se os gases são ideais, então a pressão parcial é também a pressão que cada gás exerceria se estivesse presente sozinho no recipiente.
Pressão total, p = pA + pB
Fração molar de B, xB
Pr e
ss
ão
Pressãoparcialde A:pA = xAp
Pressãoparcialde B:pB = xBp
Exercícios
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GASES REAIS(NÃO IDEAIS)
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repulsivas
atração
INTERAÇÃO ENTRE AS MOLÉCULAS
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FATOR DE COMPRESSIBILIDADE (Z)
48
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reais
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EXEMPLOS
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EQUAÇÕES DE ESTADO PARA GASES REAIS
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Bibliografia
1. ATKINS, P., DE PAULA, J. Físico-Química. 8a. ed. Livros Técnicos e Científicos, 2008.
2. WYLEN, G. J. V. Fundamentos da termodinâmica, 6a. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2003.
3. CALLEN, H. B. Thermodynamics and an introduction to thermostatistics. 2a. ed. New York: John Wiley, 1985.
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