constantes de um gás
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Constantes de um Gás. Massa do Gás (m): é a quantidade de matéria que a amostra de gás possui; Massa Molar (M): é a quantidade de matéria de um mol (6.10 23 moléculas ) do gás . Número de mols (n):. Variáveis de um Gás. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Constantes de um GásConstantes de um Gás Massa do Gás (m): Massa do Gás (m): é a é a
quantidade de matéria que a quantidade de matéria que a amostra de gás possui;amostra de gás possui;
Massa Molar (M): Massa Molar (M): é a é a quantidade de matéria de um quantidade de matéria de um mol (6.10mol (6.102323 moléculas) do gás. moléculas) do gás.
Número de mols (n):Número de mols (n):
M
mnM
mn
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Variáveis de um GásVariáveis de um Gás
Temperatura (T):Temperatura (T): é a medida é a medida da agitação das moléculas da agitação das moléculas que constituem o gás e deve que constituem o gás e deve ser medida em kelvin.ser medida em kelvin.
Volume (V):Volume (V): é o espaço é o espaço ocupado pelo gás, ou seja, é o ocupado pelo gás, ou seja, é o volume do recipiente que o volume do recipiente que o contém.contém.
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Variáveis de um GásVariáveis de um Gás
Pressão (p):Pressão (p): é a pressão é a pressão exercida pelo gás sobre as exercida pelo gás sobre as paredes do recipiente que o paredes do recipiente que o contém.contém.
Área
Forçap
Área
Forçap
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Lei Geral dos GasesLei Geral dos Gases
Estado AEstado A Pressão: pPressão: pAA
Volume: VVolume: VAA
Temperatura: Temperatura: TTAA
Estado BEstado B Pressão: pPressão: pBB
Volume: VVolume: VBB
Temperatura: Temperatura: TTBB
B
BB
A
AA
T
Vp
T
Vp ..
B
BB
A
AA
T
Vp
T
Vp ..
![Page 5: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/5.jpg)
Principais Principais transformaçõestransformações
Isobárica (Pressão constante)Isobárica (Pressão constante) Volume diretamente Volume diretamente
proporcional a temperaturaproporcional a temperatura
B
B
A
A
T
V
T
V
B
B
A
A
T
V
T
V
![Page 6: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/6.jpg)
Principais Principais transformaçõestransformações
Isotérmica (temperatura constante)Isotérmica (temperatura constante) Pressão inversamente proporcional ao Pressão inversamente proporcional ao
volumevolume
BBAA VpVp .. BBAA VpVp ..
![Page 7: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/7.jpg)
Principais Principais transformaçõestransformações
Isométrica (volume constante)Isométrica (volume constante) Pressão diretamente Pressão diretamente
proporcional a temperaturaproporcional a temperatura
B
B
A
A
T
p
T
p
B
B
A
A
T
p
T
p
![Page 8: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/8.jpg)
Equação de Equação de ClapeyronClapeyron
TRnVp ... p p pressão do gás pressão do gásV V volume do gás volume do gásn n número de mols número de molsR R constante universal dos constante universal dos gasesgases
T T temperatura absoluta temperatura absoluta
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Unidades de MedidaUnidades de Medida
[p] = Pa (pascal)[p] = Pa (pascal) [V] = m[V] = m33 (metro cúbico) (metro cúbico) [n] = mol[n] = mol [T] = K (kelvin)[T] = K (kelvin) R = 8,31 J/mol.KR = 8,31 J/mol.K
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Outras Unidades de Outras Unidades de MedidaMedida
[p] = atm (atmosfera)[p] = atm (atmosfera) [V] = L (litro)[V] = L (litro) [n] = mol[n] = mol [T] = K (kelvin)[T] = K (kelvin) R = 0,082 atm.L/mol.KR = 0,082 atm.L/mol.K
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Trabalho de um Trabalho de um gásgás
(+)(+) (-)(-)
ExpansãExpansãoo
CompressãCompressãoo
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(-)(-) (+)(+)
Trabalho de um Trabalho de um gásgás
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Pressão de um Pressão de um GásGás
A pressão de um gás contido num A pressão de um gás contido num recipiente deve-se às colisões que as recipiente deve-se às colisões que as
moléculas efetuam contra as moléculas efetuam contra as paredes do recipiente.paredes do recipiente.
Área
Fp
Área
Fp ÁreapF . ÁreapF .
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Transformação Transformação IsobáricaIsobárica
(Pressão Constante)(Pressão Constante)
p.Área.dτ
F.dτ
p.Área.dτ
F.dτ
dF
Vpτ . Vpτ .
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Transformação Transformação IsométricaIsométrica
(Volume Constante)(Volume Constante)
zeroV
VV finalinicial
zeroV
VV finalinicial
zeroτ zeroτ
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Transformação Transformação QualquerQualquer
Expansão do GásExpansão do Gás Compressão do Compressão do GásGáspressão
volume
A
Bpressão
volume
A
B
Área Área Área Área
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Transformação Transformação CíclicaCíclica
É uma transformação no qual o É uma transformação no qual o gás retorna para a situação gás retorna para a situação
inicial.inicial.
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Transformação Transformação CíclicaCíclica
Área 21 Área 21 Área12 Área12
![Page 19: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/19.jpg)
Transformação Transformação CíclicaCíclica
ciclociclo Área ciclociclo Área
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Sinal do Trabalho no Sinal do Trabalho no CicloCiclo
Ciclo Horário → Ciclo Horário → ττ + + Ciclo Anti-Horário → Ciclo Anti-Horário → ττ - -
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Energia Interna de um Energia Interna de um GásGás
DefiniçãoDefinição É toda energia que ele tem É toda energia que ele tem
armazenado dentro de si.armazenado dentro de si. Tipos de EnergiaTipos de Energia
Energia cinética de translação das Energia cinética de translação das partículas;partículas;
Energia cinética de rotação das Energia cinética de rotação das partículas;partículas;
Energia potencial de ligação entre as Energia potencial de ligação entre as partículas.partículas.
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Energia Interna de um Gás Energia Interna de um Gás PerfeitoPerfeito
Para gases perfeitos e Para gases perfeitos e monoatômicos a energia interna monoatômicos a energia interna se resume na se resume na energia cinética de energia cinética de translação das moléculastranslação das moléculas, sendo , sendo dada pela expressão:dada pela expressão:
TRnU ..2
3 TRnU ..2
3
![Page 23: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/23.jpg)
U U Energia interna do gás Energia interna do gás n n número de mols número de mols R R constante universal dos constante universal dos
gasesgases T T temperatura absoluta temperatura absoluta
TRnU ..2
3 TRnU ..2
3
![Page 24: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/24.jpg)
Energia Interna de um Gás Energia Interna de um Gás PerfeitoPerfeito
Para gases perfeitos e diatômicos Para gases perfeitos e diatômicos a energia interna se resume na a energia interna se resume na energia cinética de translação energia cinética de translação das moléculasdas moléculas, sendo dada pela , sendo dada pela expressão:expressão:
TRnU ..2
5 TRnU ..2
5
![Page 25: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/25.jpg)
U U Energia interna do gás Energia interna do gás n n número de mols número de mols R R constante universal dos constante universal dos
gasesgases T T temperatura absoluta temperatura absoluta
TRnU ..2
5 TRnU ..2
5
![Page 26: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/26.jpg)
Unidades de MedidaUnidades de Medida
[U] = J (joule)[U] = J (joule) [n] = mol[n] = mol [T] = K (kelvin)[T] = K (kelvin) R = 8,31 J/mol.KR = 8,31 J/mol.K
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ConclusõesConclusões
A energia interna de um dado número A energia interna de um dado número de mols de um gás perfeito depende:de mols de um gás perfeito depende: Exclusivamente da temperatura. Exclusivamente da temperatura. (Lei de (Lei de
Joule)Joule) É diretamente proporcional à temperatura É diretamente proporcional à temperatura
absoluta do gás, portanto:absoluta do gás, portanto:
...3
3
2
2
1
1 T
U
T
U
T
U ...3
3
2
2
1
1 T
U
T
U
T
U
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U de um gás U de um gás monoatômicomonoatômico
Obs:Obs: só haverá variação na energia só haverá variação na energia interna de um gás, se ele sofrer uma interna de um gás, se ele sofrer uma variação de temperatura, ou seja:variação de temperatura, ou seja: T aumenta T aumenta U aumenta ( U aumenta (U > 0);U > 0); T diminui T diminui U diminui ( U diminui (U < 0);U < 0); T constante T constante U constante ( U constante (U = 0).U = 0).
TRnU ..2
3 TRnU ..2
3
![Page 29: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/29.jpg)
U de um gás diatômicoU de um gás diatômico
Obs:Obs: só haverá variação na energia só haverá variação na energia interna de um gás, se ele sofrer uma interna de um gás, se ele sofrer uma variação de temperatura, ou seja:variação de temperatura, ou seja: T aumenta T aumenta U aumenta ( U aumenta (U > 0);U > 0); T diminui T diminui U diminui ( U diminui (U < 0);U < 0); T constante T constante U constante ( U constante (U = 0).U = 0).
TRnU ..2
5 TRnU ..2
5
![Page 30: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/30.jpg)
ConclusõesConclusões
Transformação IsotérmicaTransformação Isotérmica T constante T constante U = 0U = 0
Expansão IsobáricaExpansão Isobárica V aumenta V aumenta T aumenta T aumenta U > 0U > 0
Compressão IsobáricaCompressão Isobárica V diminui V diminui T diminui T diminui U < 0U < 0
![Page 31: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/31.jpg)
Aquecimento x Aquecimento x ResfriamentoResfriamento
AquecimentoAquecimento Processo TérmicoProcesso Térmico
Fornecimento de calorFornecimento de calor Processo MecânicoProcesso Mecânico
Trabalho Resistente Trabalho Resistente (-)(-)
ResfriamentoResfriamento Processo TérmicoProcesso Térmico
Retirada de calorRetirada de calor Processo MecânicoProcesso Mecânico
Trabalho Motor (+)Trabalho Motor (+)
![Page 32: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/32.jpg)
Como Aquecer um Como Aquecer um GásGás
FornecendoFornecendoEnergiaEnergia
FornecendoFornecendoCalorCalor
FornecendoFornecendoEnergia MecânicaEnergia Mecânica
Gás em contato com Gás em contato com outro corpo mais quenteoutro corpo mais quenteComprimindo o GásComprimindo o Gás
![Page 33: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/33.jpg)
Como Resfriar um GásComo Resfriar um Gás
RetirandoRetirandoEnergiaEnergia
RetirandoRetirandoCalorCalor
RetirandoRetirandoEnergia MecânicaEnergia Mecânica
Gás em contato com Gás em contato com outro corpo mais friooutro corpo mais frio Expandindo o GásExpandindo o Gás
![Page 34: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/34.jpg)
1ª Lei da Termodinâmica1ª Lei da Termodinâmica
Onde:Onde:Q Q Quantidade de Calor Quantidade de Calor TrabalhoTrabalhoU U Variação da energia Variação da energia internainterna
U = Q - U = Q -
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U = Q - U = Q - > 0> 0
expansãoexpansãoPerde EPerde EMM
< 0< 0compressãocompressãoGanha EGanha EMM
= 0= 0IsométricIsométric
aa
U > 0U > 0T T
aumentaaumenta
UU < 0< 0T diminuiT diminui
UU = 0= 0T T
constanteconstante
Q > 0Q > 0recebe recebe calorcalor
Q < 0Q < 0perde perde calorcalor
Q = 0Q = 0adiabáticaadiabática
![Page 36: Constantes de um Gás](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061600/56812fa8550346895d95296e/html5/thumbnails/36.jpg)
Principais Principais TransformaçõesTransformações
IsotérmicaIsotérmica ( T ( T constante) constante) U = 0 U = 0 Q = Q =
Isométrica Isométrica ( V ( V constante) constante) = 0 = 0 Q = Q = UU
IsobáricaIsobárica ( p ( p constante) constante) = p. = p. V V Q - p. Q - p. V = V = UU
CíclicaCíclica U = 0 U = 0 Q = Q =
Adiabática Adiabática ( Não troca calor)( Não troca calor) Q = 0 Q = 0 = - = - UU