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terça-feira, 28 de fevereiro de 2017

2. Equações de Estado e Modelo do Gás Ideal

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O gás ideal (também chamado gás perfeito) é aquele onde a distância entre as moléculas é tão grande que é possível considerar as interações moleculares desprezíveis. Na pratica podemos observar que esta situação ocorre em condições de baixa pressão, pois, nesta situação as moléculas ficam mais dispersas no espaço.

Quando aquecemos um sólido ou um liquido eles sofrem alteração de volume devido a alteração da organização dos átomos/moléculas, o mesmo não ocorre quando aquecemos um gás, pois, suas moléculas já ocupam todo o espaço do recipiente que o contém. Por esse motivo, o estudo dos gases é realizado através de suas características macroscópicas, tais como: pressão, volume, temperatura e a quantidade de gás expressa em massa ou número de moléculas.

A Lei dos Gases Ideais relaciona as variáveis temperatura, pressão, volume e número de mols do gás em estudo, a maioria dos gases reais apresentam o mesmo comportamento, existem poucas situações que em que esta lei não é obedecida.

A fórmula matemática a seguir:  P.V = n.R.T , para um número de mols constante permite determinarmos uma variável do gás quando as outras três são conhecidas.  Sendo  P a pressão, V o volume, n o número de mols, R a constante dos gases ideais e T a temperatura.

Quando Boyle e Marriotte estudavam o comportamento dos gases comprovaram experimentalmente que num sistema fechado onde a temperatura permanece constante (processo isotérmico = mesma temperatura), observa-se que determinada massa de gás ocupa um volume inversamente proporcional a sua pressão, ou seja, com o aumento da pressão ocorre a diminuição do volume, e vice-versa, conforme demonstra a figura a seguir.




Gay Lussac quando estudava o comportamento dos gases, comprovou experimentalmente, que um gás contido num recipiente que num sistema fechado onde pressão é mantida constante (processo isobárico = mesma pressão), observa-se que o volume é diretamente proporcional a sua temperatura, ou seja, com o aumento da temperatura ocorre o aumento do volume, e vice-versa, conforme demonstra a figura a seguir.



Avogrado quando estudava o comportamento dos gases, observou que  volumes iguais diferentes gases, nas mesmas condições de temperatura e pressão, possuíam a mesma quantidade de mols. Para ilustrar, um recipiente de 22,4 L preenchido com  gás oxigênio possui 6,02x1023 moléculas,  o mesmo recipiente preenchido com qualquer outro gás também possui 6,02x1023 moléculas. Isto é possível porque o tamanho das moléculas é desprezível em relação ao espaço que existe entre elas. Veja o principio de Avogrado na ilustração dos balões.



A equação de Avogrado adota considera que volume de 22,4 L de qualquer gás tem 6,02x1023 moléculas, na pressão de 1atm e 0°C (0º C = 273 K)


Assista também a aula da UNIVESP que deu origem a esta postagem.

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