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Estudo dos gases
Professor: Nelson
Colégio Tiradentes da Polícia Militar de Minas Gerais - Barbacena
Objetivos
• Entender a constituição dos gases.
• Associar a movimentação dos gases com energia cinética.
• Associar a velocidade das partículas com a temperatura.
• Estudar o equilibro térmico.
• Entender o comportamento molecular dos gases e as leis que as regem.
Gases
•Gás: Estado físico da matéria.
• Nesse estado as partículas estão mais afastadas do que no estado sólido e líquido.
• Esse afastamento é devido a baixa coesão entre as moléculas no estado gasoso. Forças intermoleculares fracas.
• Possuem maior liberdade de movimento.
Teoria cinética dos gases
• Teoria proposta para explicar o comportamento e propriedades dos gases.
Massa Compressão e volume variável Difusão
Teoria cinética dos gases
• O modelo se baseia em 4 afirmativas;
1) Os gases são constituídos de partículas
(moléculas - massa) que se encontram afastadas
uma das outras e com grandes espaços vazios –
volume nulo.
2) As moléculas estão em contínuo movimento, que
ocorre em todas as direções e sentidos – volume
variável e difusão.
3) As moléculas colidem entre si e com as paredes
do recipiente sem perda de energia – Pressão.
4) Não estão sujeitas a forças de atração e
repulsão.
Teoria cinética dos gases – Gás Perfeito ou ideal.
• A teoria cinética dos gases descreve um gás que não existe
(ideal).
• No entanto, todo gás a baixa pressão e alta temperatura se
aproxima do comportamento de um gás ideal.
Moléculas afastadas e com grande agitação: Pouca interação – Gás perfeito
Gás Real
• Altas pressões e baixas temperaturas. Moléculas próximas com pouco movimento – mais
interação entre as partículas (gás é real).
Variáveis de estado de um gás
• Para o estudo dos gases é necessário utilizar as grandezas que caracterizam o estado gasoso.
• Essas grandezas são chamadas de variáveis de estado.
Pressão VolumeTemperatura
Pressão
• Pressão (P): Grandeza física que expressa a força exercida sobre um corpo (F) sobre unidade de área (A).
𝑃 =𝐹
𝐴
• Sistema internacional (SI) – Pascal (Pa)
Força – NewtonÁrea – m²
Pressão e o gás
• A pressão num gás é devido as colisões das moléculas com as paredes do recipiente onde estão confinadas.
Maior o número de colisões –
maior a pressão do gás
Pressão atmosférica
• A pressão exercida em função dos gases da atmosfera.• Depende da movimentação do ar, temperatura e altitude.
Barômetro de Torricelli Maior altitude – menor pressão
Maior pressão: maior coluna de
mercúrio
Volume• Volume: grandeza que mede o espaço ocupado por
determinado corpo.• Espaço ocupado pelo gás.
• Sistema internacional (SI): m³ Litro (L) Mililitro (mL)
Volume molar
• Volume molar: volume ocupado por 1mol de um gás.
• Condições normais de temperatura e pressão (CNTP) –22,4L.
0ºC e 1 atm.• Condições ambientes de temperatura e pressão (CATP)
– 25 L. 25ºC e 1 bar.
Exemplo: Um balão com paredes flexíveis contem 75 L de oxigênio nas CATP. Qual é a quantidade de mol desse gás? Se o gás tiver na CNTP qual seria seu volume?
Temperatura
• Temperatura: grandeza que mede a quantidade de calor de um material.
• A temperatura de um gás esta relacionado com sua energia cinética.
𝐸𝑐𝑚. 𝑣2
2
Energia cinética
m: massav: velocidade
Exercícios
1) Existem gases ideais?2) Quais são as características dos gases.3) Em que condições um gás real se aproxima da idealidade.4) Suponha que você foi à uma festa de aniversário e ganhou um balão.
Chegando em casa pôs esse balão no refrigerador. Depois de um tempo o que você observou?
5) Onde a pressão atmosférica é maior: em Brasília (1050 m de altitude) ou no Rio de Janeiro (ao nível do mar)? Justifique?
6) Qual a relação da altura da coluna de mercúrio e a pressão atmosférica?
7) Converta as temperaturas abaixo para Celsiusa) 27 ºF b) 270 K c) 135 ºF
Exercícios – vestibular e ENEM
1) (FCC-SP) Um gás cuja as moléculas quase não interagem uma com as outras é considerado um gás:a) ideal.b) Combustível.c) Propelente.d) Refrigerante.e) Tensoativo.
2) (FUFEST-SP) Nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), o volume ocupado por 15 mol de CO é:
a) 6 L.b) 8 L.c) 9 L.d) 10 L.e) 12 L.
Exercícios – vestibular e ENEM
3) (ENEM )A adaptação dos integrantes da seleção brasileira de futebol à altitude de La Paz foi muito comentada em 1995, por ocasião de um torneio, como pode ser lido no
seguinte texto:
“A seleção brasileira embarca hoje para La Paz, capital da Bolívia, situada a 3.700 metros
de altitude, onde disputará o torneio Interamérica. A adaptação deverá ocorrer em um
prazo de 10 dias, aproximadamente. O organismo humano, em atitudes elevadas,
necessita desse tempo para se adaptar, evitando-se, assim, risco de um colapso
circulatório”.
(Fonte: Placar, edição fev.1995.)
A adaptação da equipe foi necessária principalmente porque a atmosfera de La Paz,
quando comparada à das cidades brasileiras, apresenta:
a) menor pressão e menor concentração de oxigênio.
b) maior pressão e maior quantidade de oxigênio.
c) maior pressão e maior concentração de gás carbônicod) menor pressão e maior temperatura.
e) maior pressão e menor temperatura.
Exercícios – vestibular e ENEM
4) (UFU-MG) As grandezas que definem completamente o estado de um gás são:a) somente pressão e volume
b) apenas o volume e a temperatura.
c) massa e volume.
d) temperatura, pressão e volume.
e) massa, pressão, volume e temperatura.
5) (FUVEST – SP) De acordo com a teoria cinética dos gases, é incorreto afirmar: a) Energia cinética média é proporcional à temperatura de Kelvin.
b) As partículas estão muito unidas e têm baixa velocidade.
c) As partículas ocupam todo o volume disponível e têm movimento livre. D
d) As partículas possuem alta velocidade e ocorrem choques entre elas e contra as
paredes do recipiente que as contém.
e) As partículas têm movimento desordenado.
Propriedades dos Gases
Expansibilidade Capacidade que um corpo ou
substância possui de aumentar o
seu volume.
Compreensibilidade Capacidade que um corpo ou
substância possui de reduzir o seu
volume.
Alterar a pressão: Aumento da pressão – diminuição
do volume (compressão).
Diminuição da pressão – aumento
do volume (expansão).
Grandes espaços vaziosMovimento molecular
Propriedades dos Gases
Alterar a Temperatura: Aumento da temperatura –
aumento do volume (compressão).
Diminuição da temperatura –
diminuição do volume (expansão).
Movimento molecular. Energia cinética.
Expansibilidade Capacidade que um corpo ou
substância possui de aumentar o
seu volume.
Compreensibilidade Capacidade que um corpo ou
substância possui de reduzir o seu
volume.