Estudo dos Gases Prof. Fabio Costa.

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1 Estudo dos Gases Prof. Fabio Costa

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

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.

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

5 milímetros de mercúrio (mmHg) 760mmHg = 1atm
Unidades de pressão Pascal (Pa) 1Nm-2 bar 105Pa 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)

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8 Teoria Cinética dos Gases

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13 Leis dos Gases

14 Leis dos Gases Lei de Boyle; Lei de Charles; Pricípio de Avogadro.
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.

15 Lei de Boyle

16 A experiência de Boyle Condições isotérmicas PV= constante, ou seja P  V-1 P1V1 = P2V2

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

18 Lei de Charles

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

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

21 Princípio de Avogadro

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

23 Lei de Avogadro Pressão e Temperatura constantes;
O volume é proporcional ao número de moléculas. V / n = K (constante) 6,02 x 1023 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)

25 Densidade dos Gases

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). Pt = P1 + P Pn

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 Em uma mistura de gases ideais, cada gás exerce uma pressão relativa equivalente à fração molar deste em relação à pressão total da mistura. 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 pA e pB 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 = pA + pB Fração molar de B, xB Pressão parcial de A: pA = xAp de B: pB = xBp

30 Exercícios

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36 GASES REAIS (NÃO IDEAIS)

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40 INTERAÇÃO ENTRE AS MOLÉCULAS
atração repulsivas

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48 FATOR DE COMPRESSIBILIDADE (Z)

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50 reais

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57 EXEMPLOS

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63 EQUAÇÕES DE ESTADO PARA GASES REAIS

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65 Bibliografia ATKINS, P., DE PAULA, J. Físico-Química. 8a. ed. Livros Técnicos e Científicos, 2008. WYLEN, G. J. V. Fundamentos da termodinâmica, 6a. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2003. CALLEN, H. B. Thermodynamics and an introduction to thermostatistics. 2a. ed. New York: John Wiley, 1985.