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.

Gases

•Propriedades dos estados de agregação

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.

Propriedades dos Gases

Difusão Propriedade que todos os gases têm de se misturarem

espontaneamente com outros gases resultando em soluções

homogêneas.

Por que comida quente cheira mais que fria?