Ana Maria Medeiros – Escola Secundária do Forte da Casa QUÍMICA 12º Fevereiro 2012.

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1 Ana Maria Medeiros – Escola Secundária do Forte da Casa QUÍMICA 12º Fevereiro 2012

2 2 Ana Maria Medeiros 12º Ano Química A Lei dos Gases Ideais, como o próprio nome indica refere-se a Gases Ideais, ou seja que respeitem as seguintes condições: O gás é constituído por um número muito grande de moléculas em movimento desordenado descrito pelas leis de Newton; O volume próprio das moléculas é desprezável face ao volume do recipiente. As forças intermoleculares são desprezáveis, excepto nas colisões mútuas e com as paredes do recipiente. As colisões são elásticas e de duração desprezável. ESTUDO DO ESTADO GASOSO Gás Ideal

3 OBJETIVOS: Explorar a relação entre a pressão, volume e temperatura de um gás ideal; Explorar a relação entre a pressão, volume e temperatura de um gás ideal; Criar gráficos com base em dados compilados de atividades experimentais baseadas em simuladores; Criar gráficos com base em dados compilados de atividades experimentais baseadas em simuladores; Elaborar conclusões qualitativas sobre as relações, pressão, volume e temperatura; Utilizar simuladores no estudo dos gases ideais. ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros

4 SIMULADORES A UTILIZAR: http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Gas_Pro perties http://www.walter-fendt.de/ph14pt/gaslaw_pt.htm ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros

5 ESTUDO DO ESTADO GASOSO LEI DE CHARLES: Bombear um número de moléculas de gás na câmara e ver o que acontece ao volume ocupado pelo gás quando se altera a temperatura absoluta. Procedimento: Procedimento: o Utilizar o simulador PhET; PhET o Bombear 20 moléculas leves ; o Fixar o volume, V 1 (em nm na régua), e ler T 1 e p; o Aumentar o volume em proporção ao anterior e fixá-lo; o Aquecer cuidadosamente até atingir p; o Ler T 2 ; o Repetir o procedimento o número de vezes necessário, e em número ímpar, de modo a obter resultados significativos para se chegar a uma relação V/T coerente. Repetir o procedimento utilizando o simulador Walter-fendt Walter-fendt

6 Ana Maria Medeiros ESTUDO DO ESTADO GASOSO LEI DE GAY-LUSSAC: Bombear um número de moléculas de gás na câmara e ver o que acontece à pressão do gás quando se altera a temperatura absoluta. Procedimento: Procedimento: o Utilizar o simulador PhET PhET o Bombear 100 moléculas leves ; o Fixar o volume, V (em nm na régua,) e ler T 1 e p 1; o Aquecer cuidadosamente de modo a aumentar a temperatura em proporção, à anterior; o Aguardar um pouco e ler, aleatoriamente, 5 valores de pressão e calcular a sua média; o Repetir o procedimento o número de vezes necessário, e em número ímpar, de modo a obter valores significativos para se chegar a uma relação p/T coerente. Repetir o procedimento utilizando o simulador Walter-fendt Walter-fendt

7 Ana Maria Medeiros ESTUDO DO ESTADO GASOSO LEI DE BOYLE-MARIOTTE: Bombear um número de moléculas de gás na câmara e ver o que acontece à pressão do gás quando se altera o volume. Procedimento: Procedimento: o Utilizar o simulador PhET; PhET o Bombear 80 moléculas leves ; o Fixar a temperatura, T, em 300 K, e seleccionar um volume inicial V 1 (na régua em nm); o Aguardar um pouco e ler, aleatoriamente, 5 valores de pressão e calcular a sua média, p 1 ; o Repetir o procedimento o número de vezes necessário, e em número ímpar, de modo a obter valores significativos para se chegar a relações p/V e p.V conclusivas. Repetir o procedimento utilizando o simulador Walter-fendt Walter-fendt

8 QUESTÕES A EXPLORAR: Quais as alterações que se verificam, no estudo anterior, se as espécies bombeadas na câmara fossem moléculas pesadas? Quais as alterações que se verificam, no estudo anterior, se as espécies bombeadas na câmara fossem uma mistura de moléculas leves e pesadas? ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros

9 BOAS SIMULAÇÕES Ana Maria Medeiros

10 EXPLORAÇÃO DOS RESULTADOS: ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros Lei de Charles: Processo isobárico/ pressão constante / razão V/T = K p

11 ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros Conclusão: A pressão constante, o volume varia proporcionalmente com a temperatura. V=k p.T

12 ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros Lei de Gay-Lussac: Processo isocórico/ volume constante / razão p/T = K v

13 ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros Conclusão: A volume constante, a pressão varia proporcionalmente com a temperatura. p=k v.T

14 ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros Lei de Boyle-Mariotte: Processo isotérmico/ temperatura constante / razão p.V = K T

15 ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros Conclusão: A temperatura constante, a pressão varia inversamente ao volume.

16 ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros Conclusão: A temperatura constante, a pressão varia proporcionalmente ao inverso do volume. p=k T.(1/V)

17 Conclusão: A Temperatura constante, o produto pressão x Volume é constante. p.V=k T ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros

18 ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros Lei dos gases ideais: Em geral, a equação que relaciona as grandezas termodinâmicas p,T,V denomina- se equação de estado e pode ser escrita como: f (p,V,T) = 0 Para os gases reais esta equação é geralmente bastante complexa, no entanto, para os gases ideais as grandezas, p,T,V, como já vimos, estão relacionadas de forma bastante mais simples. Experimentalmente verificou-se que R T = R p = R V =R. Sendo assim, as leis de Boyle- Mariotte, de Charles e de Gay-Lussac, podem ser combinadas numa equação, PV=nRT denominada equação de estado dos gases ideais. A constante R denomina-se constante universal dos gases ou constante dos gases perfeitos, R= 8,314 J mol -1 K -1 ou R= 0,08206 atm dm 3 mol -1 K -1

19 “É o que nós pensamos que sabemos que nos impede de aprender” [Claude Bernard] ESTUDO DO ESTADO GASOSO Ana Maria Medeiros