Estudo dos gases

Professor: Nelson

Colégio Tiradentes da Polícia Militar de Minas Gerais - Barbacena

Lei dos Gases

• Estabelecer relações (leis) entre a Pressão, Volume e Temperatura.

• Relação obtida através de experimentos com gases.

• Lei de Boyle.

• Lei de Charles e Gay-Lussac.

• Principio de Avogadro.

Boyle

Avogadro

Lei dos Gases

• Lei de Boyle – Transformação isotérmica.

Isoterma: transformação que ocorre a temperatura constante.

Boyle estudou a relação entre o volume e a pressão para uma mesma massa de gás, em seus experimentos.

Lei dos Gases

• Lei de Boyle – Transformação isotérmica.

Observou que, quando se aumenta a pressão sobre um gás o volume do mesmo diminui.

Lei dos Gases

• Lei de Boyle – Transformação isotérmica.

O volume de uma quantidade de gás, em uma temperatura constante é inversamente proporcional à

pressão a qual está submetido.

𝑃 =𝑘

𝑉

• Matematicamente

Onde k é uma constante.

𝑃1.𝑉1 = 𝑃2.𝑉2𝑃. 𝑉 =k

Lei dos Gases

• Lei de Boyle – Transformação isotérmica.

A Lei de Boyle pode ser expressa em forma de um gráfico PxV.

𝑃 =𝑘

𝑉

Lei dos Gases

• Lei de Charles e Gay-Lussac – Transformação isobárica.

Transformação isobárica: transformação que ocorre a pressão constante.

Esses cientistas estudaram a relação entre a temperatura e o volume de um determinada massa de gás à pressão constante.

Lei dos Gases

• Lei de Charles e Gay-Lussac – Transformação isobárica.

A temperatura de uma quantidade de gás varia na mesma proporção que o volume, quando a pressão

e constante.

𝑇 = 𝑉. 𝑘

• Matematicamente

Onde k é uma constante.

𝑉1.𝑇1

=𝑉2.𝑇

Lei dos Gases

• Lei de Charles e Gay-Lussac – Transformação isobárica.

A Lei de Charles e Gay-Lussac pode ser expressa em forma de um gráfico PxT.

𝑇 = 𝑉. 𝑘

Lei dos Gases

• Transformação isocóricas.

Transformação que ocorre à volume constante.

A pressão exercida por uma mesma massa gasosa, sob um

volume constante, é diretamente proporcional a

temperatura.

Lei dos Gases

𝑇 = 𝑃. 𝑘

Matematicamente

Onde k é uma constante.

𝑃1𝑇1

=𝑃2𝑇2

• Transformação isocóricas.

Gráfico PxT

Lei dos Gases

• Principio de Avogadro.

Volumes iguais de gases, sob as mesmas condições de temperatura e pressão, contém o mesmo número de

constituintes, ou seja, mesmo número de moléculas (mol).

A constante, k, está relacionada com a quantidade de matéria logo pode ser substituído pode n, número de

moles

Lei dos Gases

A partir das três leis dos gases, estabeleceu um lei geral (equação) que caracteriza um sistema gasoso ideal.

A equação relaciona a pressão, volume e temperatura de uma quantidade de gás.

𝑃. 𝑉 = 𝑛. 𝑅. 𝑇Equação do gás ideal.

R: constante dos gases

Variáveis: pressão, temperatura e volume.

𝑃1. 𝑉1𝑇1

=𝑃2. 𝑉2𝑇2

Quantidade igual de matéria

Lei dos Gases

Exemplo:

1) Determine que volume ocupa 1 mol de uma substancia gasosa:a) Em condições de 1 atm e 0 ºC.b) 10 atm de pressão e 25 ºC.

2) Um gás no estado 1 apresenta volume de 14 L, pressão de 5 atm e temperatura de 300K. Qual será a pressão do gás em um estado 2 se o volume for dobrado a temperatura constante?

Exercícios1) Quais são as variáveis do estado gasoso?2) O gás oxigênio, O2, é comercializado em cilindro de 50 mL e

apresenta a temperatura ambiente uma pressão de 200 atm. Qual volume o oxigênio contido no cilindro ocuparia na mesma temperatura e à pressão de 1,0 atm?

3) O gás oxigênio utilizado em hospitais é armazenado em cilindros com volume de 60 L e pressão de 150 atm. Se considerarmos a temperatura constante, responda a questão.a) Qual volume ocuparia o oxigênio contido em um cilindro, a uma

pressão de 760 mmHg?4) O gás hélio é comercializado em cilindros com volume de 25 L, a uma

pressão de 30 atm. Sabemos que cada balão de festa contem 2,5 L, a uma pressão de 1,04 atm, quantos balões poderiam ser cheios com o cilindro?

5) Um recipiente contém 8 g de O2 em condições normais de temperatura e pressão. Qual deve ser o volume do recipiente?

Exercícios

6) Calcule a pressão que atinge um pneu que foi calibrado com 30 libras a 0 ºC e foi aquecido a 60 ºC.7) Um recipiente, cujo o volume é 10 L, contém o gás hidrogênio (H2) em condições normais de temperatura e pressão.

a) Qual a quantidade de matéria que deve haver no recipiente?b) Qual a massa correspondente desse gás?

8) Uma quantidade de matéria igual a 5mol de gás ideal a uma temperatura de 27ºC ocupa um volume de 16,4 litros. Qual a pressão exercida por essa quantidade de gás?9) Um recipiente de 20 L de capacidade contendo 68 g de amônia (NH3) é transportado da Noruega, sob temperatura de 10 ºC, para o Egito, a 40 ºC.

a) Qual a quantidade de matéria de amônia pressente no recipiente?b) Qual a pressão que a amônia exerce nas parede do recipiente a 10

ºCc) Qual a pressão exercida pela amônia no Egito?

Exercícios

10) Considere o diagrama

Responda:

a) Qual é o nome das transformações gasosas verificadas quando passamos

de I para II, de II para III e de III para I?

b) Se a temperatura em II é igual a 227 ºC, qual é a temperatura em III e em

I?

Exercícios

11) Dada a tabela, abaixo calcule os valores das variáveis desconhecidas

considerando que as quantidades de gás não muda no estado inicial e

final.

Transformação Estado Volume/LTemperatura

/ KPressão/atm

IInicial 3 273 P1

Final 3 298 2

IIInicial 3 298 2

Final 6 T2 2

IIIInicial 6 T1=T2 2

Final V2 5