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Estudo dos Gases Prof. Fabio Costa 1. SUMÁRIO 1.Características dos gases; 2.Gases Ideais – Definição; 3.Introdução à teoria cinética dos gases; 4.Leis.

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1 Estudo dos Gases Prof. Fabio Costa 1

2 SUMÁRIO 1.Características dos gases; 2.Gases Ideais – Definição; 3.Introdução à teoria cinética dos gases; 4.Leis dos gases ideais; 5.Mistura de gases (lei de Dalton); 6.Gases Reais – Definição; 7.Fator de Compressibilidade (Z); 8.Equações de Estado Van der waals. 2

3 Características dos Gases Possuem forma e volume indefinidos; Formam misturas homogêneas; Possuem alta compressibilidade devido ao grande espaçamento entre suas moléculas; Possuem baixa densidade. 3

4 Pressão Pressão é a força F agindo sobre uma área A. Os gases exercem pressão na superfície em que estão em contato. 4

5 Unidades de pressão Pascal (Pa)1Nm- 2 bar10 5 Pa atmosfera (atm)101,325kPa = 1,01325bar torr (Torr) 760Torr = 1atm 1Torr = 133,32Pa milímetros de mercúrio (mmHg)760mmHg = 1atm Pressão hidrostática de uma columa

6 Gases Ideais (definição) 6

7 7

8 Teoria Cinética dos Gases 8

9 9

10 10

11 11

12 12

13 Leis dos Gases 13

14 Leis dos Gases O estado de um gás ideal pode ser definido pelas seguintes variáveis: pressão (P), volume (V), temperatura (T) e quantidade de matéria (n). =>A equação de estado de um gás ideal p= f(n,V,T) Lei de Boyle; Lei de Charles; Pricípio de Avogadro. 14

15 Lei de Boyle 15

16 A experiência de Boyle Condições isotérmicas PV= constante, ou seja P V -1 P 1 V 1 = P 2 V 2 16

17 Lei de Boyle Temperatura constante; O volume de certa massa de gás perfeito é inversamente proporcional à pressão suportada. P. V = K (constante) 17

18 Lei de Charles 18

19 Experiencia de Charles e Gay Lussac Condições isobáricas e isocóricas V T 19

20 Lei de Charles Pressão constante; O volume é diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás. V / T = K (constante) 20

21 Princípio de Avogadro 21

22 Experiencia de Charles e Gay Lussac Condições isobáricas e isocóricas V T 22

23 Lei de Avogadro Pressão e Temperatura constantes; O volume é proporcional ao número de moléculas. V / n = K (constante) 6,02 x moléculas = 22,4 L (CNTP)

24 Equação dos Gases Ideais P V = n R T V – volume P – pressão n – quantidade (mols) R – constante T – temperatura (K) 24

25 Densidade dos Gases 25

26 Misturas de Gases e Pressões Parciais A pressão total da mistura gasosa é a soma das pressões parciais que cada gás exerceria se estivesse sozinho (Lei de Dalton). P t = P 1 + P P n 26

27 MISTURA GASOSA - PRESSÃO PARCIAL Gás ideal - não há interações entre as moléculas, assim irá se comportar como se estivesse ocupando todo o recipiente sozinho. LEI DE DALTON 1.Em uma mistura de gases ideais, cada gás exerce uma pressão relativa equivalente à fração molar deste em relação à pressão total da mistura. 2.A pressão total de uma mistura é a soma das pressões individuais de cada componente.

28 Fração molar Pressão total

29 1.2 As Leis dos Gases (cont.) As pressões parciais p A e p B de uma mistura binária de gases (ideais ou reais) com pressão total p à medida que a composição muda de A puro para B puro. A soma das pressões parciais é igual à pressão total. Se os gases são ideais, então a pressão parcial é também a pressão que cada gás exerceria se estivesse presente sozinho no recipiente. Pressão total, p = p A + p B Fração molar de B, x B Pressão parcial de A: p A = x A p Pressão parcial de B: p B = x B p

30 Exercícios 30

31 31

32 32

33

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36 GASES REAIS (NÃO IDEAIS) 36

37 37

38 38

39 39

40 repulsivas atração INTERAÇÃO ENTRE AS MOLÉCULAS 40

41 41

42 42

43 43

44 44

45 45

46 46

47 47

48 FATOR DE COMPRESSIBILIDADE (Z) 48

49 49

50 reais 50

51 51

52 52

53 53

54 54

55 55

56 56

57 EXEMPLOS 57

58 58

59 59

60 60

61 61

62 62

63 EQUAÇÕES DE ESTADO PARA GASES REAIS 63

64 64

65 Bibliografia 1.ATKINS, P., DE PAULA, J. Físico-Química. 8a. ed. Livros Técnicos e Científicos, WYLEN, G. J. V. Fundamentos da termodinâmica, 6a. ed. São Paulo: Edgard Blucher, CALLEN, H. B. Thermodynamics and an introduction to thermostatistics. 2a. ed. New York: John Wiley,


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