FÍSICAPROF.ª RISÔLDA FARIASPROF. NELSON BEZERRA

EM EJA 1ªFASE

Unidade IVSer humano e saúde

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CONTEÚDOS E HABILIDADES

Aula 16.2Conteúdo

• Estudo dos gases: relação entre as variáveis de estado, transformações gasosas particulares.

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CONTEÚDOS E HABILIDADES

Habilidades • Compreender como as variáveis que definem um estado

de um gás se relacionam entre si. • Conhecer as principais transformações gasosas.

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CONTEÚDOS E HABILIDADES

Em nossa aula anterior estudamos os processos de transmissão do calor. A condução é um processo que ocorre em materiais no estado sólido. A convecção que ocorre em líquidos e a irradiação do calor que ocorre nos fluidos e gases. Vimos exemplos desses processos em nosso cotidiano e agora estudaremos o comportamento dos gases.

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REVISÃO

O estado de um gás é definido pelos valores de sua pressão, volume e temperatura absoluta. Para que o estado se modifique precisamos mudar o valor dessas grandezas. O que acontece com o estado de um gás caso modifiquemos apenas uma dessas grandezas? Ele se modifica?

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DESAFIO DO DIA

Estudo dos gases: Conceitos iniciaisPropriedades dos gases

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AULA

Estudo dos gases: Conceitos iniciaisPropriedades dos gasesEm um gás real:

• As moléculas não se movimentam de forma totalmente livre, em razão das forças de interação existentes entre elas.

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AULA

Estudo dos gases: Conceitos iniciaisPropriedades dos gasesEm um gás real:

• As moléculas não se movimentam de forma totalmente livre, em razão das forças de interação existentes entre elas.

Em um gás ideal: • Só há interação entre as moléculas quando elas se

chocam.

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AULA

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AULA

Condições Normais de temperatura e pressão CNTP os valores de pressão e temperatura são:

• Temperatura: 0 ºC ≈ 273,15K • Pressão: 101.325 Pa ≈ 1 atm (pressão atmosférica ao

nível do mar).

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AULA

Variáveis de Estado • São as grandezas que servem para caracterizar certa

quantidade de gás no que se refere à sua quantidade de energia interna.

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AULA

Variáveis de Estado • São as grandezas que servem para caracterizar certa

quantidade de gás no que se refere à sua quantidade de energia interna.

• Pressão (P) em pascal (Pa): a pressão que um gás exerce é devido ao choque de suas partículas contra as paredes do recipiente.

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AULA

Variáveis de Estado • São as grandezas que servem para caracterizar certa

quantidade de gás no que se refere à sua quantidade de energia interna.

• Pressão (P) em pascal (Pa): a pressão que um gás exerce é devido ao choque de suas partículas contra as paredes do recipiente.

• Volume (V) em m3 é o volume de um gás perfeito, medida da capacidade oferecida pelo recipiente que contém o gás.

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AULA

• Temperatura (T) em Kelvin: é a grandeza que mede o estado de agitação das partículas do gás.

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AULA

Relação entre as variáveis de estadoQuando uma certa quantidade de gás evolui de um estado inicial (Pi, Vi, Ti) para um estado final (Pf, Vf, Tf), podemos relacionar as variáveis de estado pela expressão abaixo:

Lei geral dos gases

Pi . Vi

Ti

= Pf . VfTf

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AULA

Exemplo(Estácio-RJ) Um volume de 10 L de um gás perfeito teve sua pressão aumentada de 1 para 2 atm e sua temperatura aumentada de -73 °C para +127 °C. O volume final, em litros, alcançado pelo gás foi de:a) 50b) 40c) 30d) 10e) 20

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AULA

Transformações GasosasA transformação gasosa ocorre quando pelo menos uma das variáveis de estado se modifica.

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AULA

São quatro transformações básicas

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AULA

São quatro transformações básicas • Isotérmica

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AULA

São quatro transformações básicas • Isotérmica • Isobárica

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AULA

São quatro transformações básicas • Isotérmica • Isobárica • Isométrica (ou isovolumétrica ou ainda isocórica)

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AULA

São quatro transformações básicas • Isotérmica • Isobárica • Isométrica (ou isovolumétrica ou ainda isocórica) • Adiabática

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AULA

Transformação IsotérmicaLei de Boyle-MariotteA temperatura não muda durante a transformação gasosa.A pressão e o volume de um gás ideal, mantido em temperatura constante, são inversamente proporcionais.

Pi · Vi = Pf · Vf

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AULA

ExemploCerta quantidade de um gás ocupa um volume de 120 L em pressão de 700 mmHg e temperatura de 20 ºC. Qual será a pressão quando o volume for apenas de 30 L, mantendo-se a temperatura constante?

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AULA

Transformação IsobáricaLei de Charles e Gay-LussacMantidas massa e pressão constantes, o volume do gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta (kelvin), fato conhecido com Lei de Charles.

Vi

Ti

=Vf

Tf 26

AULA

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

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AULA

Transformação isocórica, isovolumétrica ou isométricaQuando são mantidos constantes o volume e a massa de um gás, a pressão será diretamente proporcional a temperatura absoluta, fato conhecido como lei de Gay-Lussac.Onde a equação é:

Pi

Ti

=Pf

Tf

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AULA

Observando o gráfico, temos:

O gráfico nos mostra que, o gás ao ser aquecido aumenta sua pressão, e quando resfriado diminui a sua pressão.

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AULA

ExemploEm um recipiente indeformável, aprisiona-se certa massa de gás perfeito a 27 ºC. Medindo a pressão exercida pelo gás, obtemos o valor 90 atm. Se elevarmos a temperatura para 350K, qual será o valor novo da pressão? Que tipo de transformação?

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AULA

1. Em uma pressão constante, um gás é aquecido até que seu volume inicial de 150 L dobre. Se a temperatura inicial do gás era de 27 ºC (300 K), qual deve ser a temperatura final na escala Kelvin?a) 293 Kb) 40 Kc) 600 Kd) 100 Ke) 600 K

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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

2. Em problemas de Química e Física dos gases aparece com frequência a sigla CNTP, que quer dizer: condições normais de temperatura e pressão. Os valores de pressão e temperatura normais são, respectivamente:a) 1 atm e 100 Kb) 13 atm e 0 Kc) 10 atm e 273 Kd) 1 atm e 273 Ke) 1 atm e 0 K

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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

Transmissão ou propagação de calor DefiniçãoÉ a passagem da energia térmica de um corpo para outro. Os processos de transmissão ou propagação de calor são três: condução, convecção e irradiação.

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RESUMO DO DIA

ConduçãoÉ a propagação de calor em que a energia térmica passa de partícula para partícula, sem transporte de matéria. Ocorre principalmente nos metais (condutores térmicos).

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RESUMO DO DIA

Aplicações da condução térmicaEm nosso cotidiano encontramos várias aplicações da condução térmica, tanto dos bons condutores quanto dos isolantes térmicos.

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RESUMO DO DIA

Aplicações da condução térmica

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RESUMO DO DIA

Convecção térmicaÉ a propagação de calor, através do transporte de matéria, devido a uma diferença de densidade e ação da gravidade. Ocorre somente nos líquidos e gases.

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RESUMO DO DIA

Exemplo:A água quente na parte inferior, menos densa, sobe, enquanto a água fria na parte superior, mais densa, desce. Esse movimento de água quente e fria é chamado de corrente de convecção.

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RESUMO DO DIA

Irradiação ou radiaçãoÉ o processo de transmissão de calor em que a energia térmica é transmitida por raios luminosos invisíveis aos nossos olhos: os raios infravermelhos.

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RESUMO DO DIA

Tipos de propagação de calor

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RESUMO DO DIA

Garrafa térmica preserva um líquido

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RESUMO DO DIA

Estudo dos gases: Conceitos iniciaisPropriedades dos gasesEm um gás real:

• As moléculas não se movimentam de forma totalmente livre, em razão das forças de interação existentes entre elas.

Em um gás ideal: • Só há interação entre as moléculas quando elas se

chocam.

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RESUMO DO DIA

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RESUMO DO DIA

Condições Normais de Temperatura e Pressão CNTP os valores de pressão e temperatura são:

• Temperatura: 0 ºC = 273,15K • Pressão: 101.325 Pa = 1 atm (pressão atmosférica ao

nível do mar).

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RESUMO DO DIA

Variáveis de Estado • Pressão (P) em pascal (Pa): a pressão que um gás exerce

é devido ao choque de suas partículas contra as paredes do recipiente.

• Volume (V) em m3 é o volume de um gás perfeito, medida da capacidade oferecida pelo recipiente que contém o gás.

• Temperatura (T) em Kelvin: é a grandeza que mede o estado de agitação das partículas do gás.

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RESUMO DO DIA

Relação entre as variáveis de estadoQuando uma certa quantidade de gás evolui de um estado inicial (Pi, Vi, Ti) para um estado final (Pf, Vf, Tf), podemos relacionar as variáveis de estado pela expressão abaixo:

Lei geral dos gases

Pi . Vi

Ti

= Pf . Vf

Tf

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RESUMO DO DIA

Transformação IsotérmicaLei de Boyle-MariotteA temperatura não muda durante a transformação gasosa.A pressão e o volume de um gás ideal, mantido em temperatura constante, são inversamente proporcionais.

Pi · Vi = Pf · Vf

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RESUMO DO DIA

Transformação IsobáricaLei de Charles e Gay-LussacMantidas massa e pressão constantes, o volume do gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta (kelvin), fato conhecido com Lei de Charles.

Vi

Ti

=Vf

Tf 48

RESUMO DO DIA

Transformação isocórica, isovolumétrica ou isométricaQuando são mantidos constantes o volume e a massa de um gás, a pressão será diretamente proporcional à temperatura absoluta, fato conhecido como lei de Gay-Lussac.Onde a equação é:

Pi

Ti

=Pf

Tf

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RESUMO DO DIA

Observando o gráfico, temos:

O gráfico nos mostra que, o gás ao ser aquecido aumenta sua pressão, e quando resfriado diminui a sua pressão.

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RESUMO DO DIA

Dicas Como Fazer Café Saboroso

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DESAFIO DO DIA

Por que será que a garrafa térmica preserva um líquido quente ou gelado?

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DESAFIO DO DIA

O estado de um gás é definido pelos valores de sua pressão, volume e temperatura absoluta. Para que o estado se modifique precisamos mudar o valor dessas grandezas. O que acontece com o estado de um gás caso modifiquemos apenas uma dessas grandezas? Ele se modifica?

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DESAFIO DO DIA