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Transformações gasosas. Denominamos de pressão de um gás a colisão de suas moléculas com as paredes do recipiente em que ele se encontra.

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Apresentação em tema: "Transformações gasosas. Denominamos de pressão de um gás a colisão de suas moléculas com as paredes do recipiente em que ele se encontra."— Transcrição da apresentação:

1 Transformações gasosas

2 Denominamos de pressão de um gás a colisão de suas moléculas com as paredes do recipiente em que ele se encontra

3 A pressão de um gás pode ser medida em: 1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg centímetros de mercúrio (cmHg) atmosfera (atm) milímetros de mercúrio (mmHg)

4 É o espaço ocupado pelo gás 1 L = 1000 mL = 1000 cm 3 Nos trabalhos científicos a unidade usada é a escala absoluta ou Kelvin (K) TK = TC + 273

5 Todo gás exerce uma PRESSÃO, ocupando um certo VOLUME à determinada TEMPERATURA Aos valores da pressão, do volume e da temperatura chamamos de ESTADO DE UM GÁS Assim: V T P = = = 5 L 300 K 1 atm

6 Os valores da pressão, do volume e da temperatura não são constantes, então, dizemos que PRESSÃO (P), VOLUME (V) e TEMPERATURA (T) São VARIÁVEIS DE ESTADO DE UM GÁS

7  Mantemos constante a TEMPERATURA e modificamos a pressão e o volume de uma massa fixa de um gás. ESTADO 1ESTADO 2 P1P1 V1V1 T 1 = = = 1 atm 6 L 300 K P2P2 V2V2 T 2 = = = 2 atm 3 L 300 K

8 P1P1 V1V1 T1T1 = = = 1 atm 6 L 300 K P2P2 V2V2 T2T2 = = = 2 atm 3 L 300 K P3P3 V3V3 T3T3 = = = 6 atm 1 L 300 K V (litros) P (atm) Pressão e Volume São inversamente proporcionais P x V = constante P1.V1 p2.V2 p3.V3 = = = 6 6 6

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10 Na matemática, quando duas grandezas são inversamente proporcionais, o produto entre elas é constante 2 PV V =P 211 X X

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12  Quando a pressão não sofre mudanças, modifica-se o volume e a temperatura ESTADO 1 ESTADO 2 P 1 V1V1 T 1 = = = 1 atm 6 L 300 K P 2 V2V2 T2T2 = = = 1 atm 3 L 150 K

13 P1P1 V1V1 T1T1 = = = 2 atm 1 L 100 K P2P2 V2V2 T2T2 = = = 2 atm 2L 200 K P3P3 V3V3 T3T3 = = = 2 atm 3 L 300 K T (Kelvin) V (L) Volume e Temperatura Absoluta São diretamente proporcionais LEI DE CHARLES E GAY- LUSSAC V T =constante V1/t1= 1/100 P2/T2 = 2/200 P3/T3 =3/300

14 Na matemática, quando duas grandezas são diretamente proporcionais, o quociente entre elas é constante V T = 1 1 V T 2 2

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16  Quando o volume não muda, mas a pressão e a temperatura sim ESTADO 1 ESTADO 2 P1P1 V 1 T1T1 = = = 4 atm 6 L 300 K P2P2 V 2 T2T2 = = = 2 atm 6 L 150 K

17 P1P1 V1V1 T1T1 = = = 1 atm 2 L 100 K P2P2 V2V2 T2T2 = = = 2 atm 2 L 200 K P3P3 V3V3 T3T3 = = = 3 atm 2 L 300 K T (Kelvin) P (atm) Pressão e Temperatura Absoluta São diretamente proporcionais P T =constante P1/T1 = 1/100 p2/T2 = 2/200p3/t3 = 3/300

18 Na matemática, quando duas grandezas são diretamente proporcionais, o quociente entre elas é constante P T = 1 1 P T 2 2

19 Existem transformações em que todas as grandezas (T, P e V) sofrem mudanças nos seus valores simultaneamente Combinando-se as três equações vistas encontraremos uma expressão que relaciona as variáveis de estado neste tipo de transformação V T = 1 1 V T 2 2 P 1 P 2 xx

20  Uma determinada quantidade de oxigênio está contida num balão de 5L, exercendo pressão de 0,8 amt. Se todo este gás for transferido para um balão de 1,6 L, qual será sua pressão, medida isotermicamente?  Inicial  Pi =  Vi =  Ti = 0,8 atm 5 L ?  Final  Pi =  Vi =  Ti = ? 1,6 L ?

21  Um gás em um recipiente fechado, munido de um embolo móvel, de volume 5 cm 3, 27ºC e 1 atm, sofre uma transformação onde a temperatura permanece constante. Fazendo o volume ser 1/4 do inicial qual será a) temperatura do sistema? b) a pressão final do sistema?  Inicial  Pi =  Vi =  Ti = 1,0 atm 5 cm3 27°C  Final  Pi =  Vi =  Ti = ? 1,25 cm3 ?

22 Uma amostra de nitrogênio gasoso ocupa um volume de 20 ml a 27ºC e à pressão de 800 mm Hg. Que volume ocuparia a amostra a -173 ºC e 800 mm Hg ?  Inicial  Pi =  Vi =  Ti = 800 mmHg 20 ml 27°C  Final  Pf =  Vf =  Tf = 800mmHg ? -173°C =300 K =100 K

23 Dentro de um recipiente de volume variável estão inicialmente 20 litros de gás perfeito à temperatura de 200 K e pressão de 2 atm. Qual será a nova pressão, se a temperatura aumentar para 250 K e o volume for reduzido para 10 litros?  Inicial  Pi =  Vi =  Ti = 2 atm 20 L 200K  Final  Pf =  Vf =  Tf = ? 10 L 250 K

24 Um recipiente contém certa massa de gás ideal, à temperatura de 27 ºC, ocupa um volume de 15 litros. Ao sofrer uma transformação isobárica, o volume ocupado pela massa gasosa passa a ser de 20 litros. Nessas condições, qual foi a variação de temperatura sofrida pelo gás?  Inicial  Pi =  Vi =  Ti = ? 15 L 27°C  Final  Pf =  Vf =  Tf = ? 20L ? =300 K

25 Ou Equação de Clapeyron

26 GAS LÍQUIDO SÓLIDO

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28 “Volumes iguais de gases quaisquer, à mesma temperatura e pressão, encerram o mesmo número de moléculas.“ Lei de Avogadro Sendo n a quantidade em mols de cada gás, podemos concluir:

29 Observações • Um mol de gás • p. V = 0,082 • T • Dois mols de um gás • p. V = 0,082 x 2 • T • Três mols de gás • p. V = 3 x 0,082 • T • n mols de um gás • p. V = n x 0,082 • T

30 Chegando à equação de Clapeyron • p. V =n. 0,082 • T • n = número de mols • R = 0,082 • p. V =n. R • T p. V = n. R. T

31 Porém: Um recipiente rígido contém 0,5 mol de gás perfeito à temperatura de 27 0 C e pressão de 1,2 atm. Calcule o volume desse recipiente. n = 0,5 mol T = 27°C p = 1,2 atm V = ? p. V = n. R. T 1,2. V = 0,5.0, ,2 V = 12,5 V = 12,5 1,2 V  10 L • Unidades • p. V = n. R. T • p. V = R • n. T • R = p. V • n. T • R = [atm].[L] • [mol].[K] • R = 0,082 atm.L/mol.K = 300 K

32 E: Um recipiente rígido contém 0,5 mol de gás perfeito à temperatura de 27 0 C e pressão de 1, Pa. Calcule o volume desse recipiente. n = 0,5 mol T = 27°C p = 10 5 Pa V = ? p. V = n. R. T 1, V = 0,5.8, , V = 1246,5 V  0,01 m 3 • Unidades • p. V = n. R. T • p. V = R • n. T • R = p. V • n. T • R = [Pa].[m 3 ] • [mol].[K] • R =8,31 J/mol.K = 300 K

33 Duas situações 01) 15 litros de determinada massa gasosa encontram-se a uma pressão de 8 atmosferas e à temperatura de 30 0 C. Ao sofrer uma expansão isotérmica, seu volume passa a 20 litros. Qual será a nova pressão? 02) Um recipiente rígido contém 0,5 mol de gás perfeito à temperatura de 27 0 C e pressão de 1,2 atm. Calcule o volume desse recipiente. V T = 1 1 V T 2 2 P 1 P 2 xx P x V = n x R x T

34 Em um experimento de aquecimento de gases, observa-se que um determinado recipiente totalmente fechado resiste a uma pressão interna máxima de 2, N/ m 2. No seu interior, há um gás perfeito com temperatura de 230 K e pressão de 1, N/ m 2. Desprezando a dilatação térmica do recipiente, podemos afirmar que a máxima temperatura que o gás pode atingir, sem romper o recipiente, é de a)243 K b) 288 K c) 296 K d) 340 K e) 368 K 2 valores de p, V e T Início p = 1, N/m 2 V = ? T = 230 K Final p = 1, N/m 2 = V = ? T = ?


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