Transformações gasosas

Transformações isotérmicas:

            Nas transformações isotérmicas a temperatura do sistema NÃO varia, variando apenas as grandezas de pressão e temperatura.

            Essa transformação é regida pela lei de Boyle- Mariott.

Transformações isobáricas:

            Nas transformações isobáricas a pressão do sistema NÃO varia , variando apenas as grandezas de temperatura e volume.

            Essa transformação é regida pela lei de Charles.

Transformações isocóricas ou isovolumétricas:

            Nas transformações isocóricas o volume permanece constante, variando apenas as
grandezas de pressão e temperatura.

            Essa transformação é regida pela lei de Gay-Lussac.

 

Variáveis de Estado Físico

      Em termodinâmica as variáveis de estado físico do sistema é MOMENTÂNEO e não pode descrever a evolução no tempo. Existem três principais variáveis de estado físico:

         Pressão (P)

                        Volume (V)

                                       Temperatura (T)

     Pressão

            A pressão é sempre INVERSAMENTE proporcional ao volume e DIRETAMENTE proporcional a temperatura.

Pressão é uma grandeza escalar e a sua unidade no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Pa, em homenagem a Blaise Pascal, em física. Já em quimica podemos usar como unidade de medida de pressão milímetros de mercúrio (mmHg) ou atmosferas (atm).

1atm = 760 mmHg = 10⁵ Pa

        Pressão de um sistema fechado:

            É a relação entre a força exercida por uma quantidade de moléculas sobre uma
determinada superfície.

    Pressão atmosférica:

            É a pressão exercida pelo peso do ar atmosférico sobre qualquer superfície em
contato com ele.

  Volume:

            O volume é INVERSAMENTE proporcional a pressão e DIRETAMENTE proporcional a temperatura.

  Volume de um sistema gasoso fechado:

            O gás sempre ocupa todo o volume do recipiente em que se encerra.

As "bolinhas" acima retratadas representam as moléculas dos gases inseridos.

    Conversão de unidades:

1m³ = 10³ litros = 10³ dm³ = 10⁶ cm³  = 10⁶  ml

   Temperatura:

            A temperatura é DIRETAMENTE proporcional ao volume e a pressão.

 

Temperatura de um sistema gasoso fechado:

            Mede o grau de agitação das moléculas. Quanto maior a temperatura, maior a energia cinética das moléculas do sistema. 

OBS: Temperatura sempre em Kelvin:

T_kelvin = T_celsios +273

 

 

Características dos gases...

·        Moléculas com grande mobilidade: o aumento de temperatura do sistema faz a energia cinética das moléculas gasosas aumentar (quando um gás se encontra em estado caótico, pode-se dizer que não é possível prever a movimentação de suas moléculas).

·        Sistemas sem forma ou volume fixos: os sistemas formados por gases apresentam a forma e o volume do recipiente.

·        Grande compressibilidade: as moléculas gasosas podem ser comprimidas
aumentando-se a pressão sobre o sistema (quanto mais comprimido o gás estiver,
mais denso ele estará).

·        Compostos moleculares: com exceção dos gases nobres, os sistemas gasosos são formados por moléculas cujos átomos se unem para ligações covalentes (Não existe gás iônico).

·        São miscíveis entre si: moléculas gasosas sempre se misturam entre
si em quaisquer proporções, formando sistemas homogêneos.

 

Diferenças entre Vapor e Gás

 

Vapor: sofre liquefação pelo simples abaixamento da temperatura do sistema OU pelo simples aumento da pressão do sistema.

 

 

Gás: o gás NÃO sofre liquefação pelo simples abaixamento da temperatura do sistema ou pelo simples abaixamento da pressão do sistema. O gás sofre liquefação se, somente se, sofrer as duas ações: o abaixamento da temperatura E o aumento da pressão do sistema.

 

Teoria Cinética dos Gases

            Para se estudar as variações sofridas pelos gases reais, estabeleceu-se o conceito de gás ideal:                                 

                                   Gás ideal:

 

 

     Apresenta moléculas perfeitamente esféricas;

    Ausência de interações moleculares no sistema;

            Moléculas com energia cinética média, diretamente proporcional a temperatura absoluta do sistema.

Atenção!!!

             O gás ideal não existe, é apenas teórico e serve de parâmetro para se analisar as transformações gasosas ocorridas num sistema real.

 

Gases...

     A maioria dos gases são compostos moleculares, com exceção dos gases nobres, que são formados por átomos isolados.
    Os gases possuem como principais características físicas a sua grande complexibilidade e extraordinária capacidade de expansão.

Exemplo de compresão de gás em
 uma seringa com a saída bloqueada.

        Não apresentam volume fixo, uma vez que sempre ocupam o volume total do recipiente em que estão confinados.

O volume do gás é fixo, mas
ocupa o volume total e o formato
do recipiente em que está inserido. 

     Além disso os gases são miscíveis entre si, independente da proporção em que se encontrem.
     Os gases exercem importância vital para a manutenção do meio ambiente:

• Gás oxigênio (O2 ): proveniente da fotossíntese;
• Processo de evaporaçãoe condensação;
• Gases do efeito estufa (CO2 - dióxido de carbono e CH4 - metano);
• Poluição atmosférica;
• Pressão atmosférica;