Estudo do Estado Gasoso Teoria Cinética dos Gases Mergulhadora e tartaruga acima de um recife de corais nas ilhas Caimã

Você sabia? Que a palavra gás é originada do latim chaos? O termo foi criado pelo médico e químico flamengo Van Helmont. Gás é definido, portanto, como um fluido que pode ser comprimido infinitamente e que assume a forma do recipiente que contiver.

Vamos assistir um vídeo: Programa: Aí tem Química Episódio: Teoria Cinética dos Gases Produção: Pontifícia Universidade do Rio de Janeiro ( PUC – RIO ) http://www.youtube.com/watch?v=WxR3m5Ncg-g

Bruno / Personagem do vídeo Ar e atmosfera “Além do mais, nós já estamos submersos ! A atmosfera é como se fosse um grande oceano sobre as nossas cabeças” Bruno / Personagem do vídeo O que é atmosfera?

Atmosfera do Grego: Atmo = ar Camada gasosa que envolve a terra

Lei de Boyle “O volume de um gás varia inversamente com a pressão aplicada a ele. Ou seja, quanto maior a pressão, menor o volume. E quanto menor a pressão, maior o volume”. Joel / Personagem do vídeo

“No pneu você foi aumentando a quantidade de ar lá dentro, ou seja, mais ar no mesmo volume, logo, mais pressão”. Joel / Personagem do vídeo

Pressão Atmosférica “Trata-se da pressão exercida pela atmosfera em um determinado ponto. É a força por unidade de área exercida pelo ar contra uma superfície”. Luiza / Personagem do vídeo

Comprovação da Pressão Atmosférica

Pressão atmosférica

“Mas eu reparei um detalhe na Lei de Boyle ( … ) a temperatura também interfere na pressão dos gases”? Luiza / Personagem do vídeo

Para uma massa fixa de gás mantido o volume constante Aumentando a Temperatura Aumenta o grau de agitação molecular Energia Cinética Aumenta o número de choques entre as moléculas Aumenta a Pressão exercida pelo Gás

Teoria Cinética dos Gases “( … ) As partículas do ar também estão se chocando permanentemente contra o lado externo do pneu, contra a lataria dos carros, contra seu corpo. É a pressão atmosférica”. Joel / Personagem do vídeo

Teoria Cinética dos Gases Por que as partículas de gás não se depositam no solo pela ação da gravidade?

Teoria Cinética dos Gases Cientificamente admite - se que: Todo gás é formado por partículas minúsculas que se movimentam velozmente, de modo livre e desordenado

Teoria Cinética dos Gases Por que os gases podem ser comprimidos e por que se expandem e se contraem com a variação de temperatura?

Admite-se que as moléculas dos gases estão: Muito afastadas umas das outras- Há muitos espaços vazios entre as moléculas

Teoria Cinética dos Gases Por que um gás exerce pressão uniforme nas paredes do recipiente que o contém?

Teoria Cinética dos Gases O choque das partículas com o recipiente que as contém, origina a pressão do gás

Teoria Cinética dos Gases Admite-se que o choque que ocorre entre duas partículas é perfeitamente elástico

A pressão do gás depende do número de partículas e da temperatura. Teoria Cinética dos Gases A pressão do gás depende do número de partículas e da temperatura.

Teoria Cinética dos Gases A Energia Cinética Média das partículas que constituem o gás é proporcional á temperatura

“Gás Perfeito ou Ideal” Um gás que obedeça a todos os postulados da Teoria Cinética dos Gases é chamado de: “Gás Perfeito ou Ideal”

Explicação do comportamento dos gases de acordo com a Teoria Cinética Influência da pressão

Influência da Temperatura

O volume de um gás

Variáveis de Estado O estado de um gás depende de três variáveis: Temperatura Pressão Volume

Milímetros de Mercúrio PRESSÃO: UNIDADES Unidades Atmosferas (atm) Milímetros de Mercúrio ( mmHg) Pascal (Pa)

PRESSÃO: UNIDADES Conversão de Unidades 1atm = 760 mmHg 1 atm = 101,3 KPa

Volume Unidades Metro Cúbico (m3) Litro (L) Mililitro ( mL)

Volume Conversão de Unidades 1m3 = 103L 1L = 103 mL 1 mL = 1 cm3

Temperatura Unidades kelvin (K) Graus Celsius (º C)

Temperatura Conversão de Unidades T(K) = T (ºC) + 273 T (ºC) = T(K) - 273

Transformações gasosas Há três mudanças de estado importantes: Transformação Grandeza constante Conhecida como Lei de ISOTÉRMICA temperatura Boyle - Mariotte ISOBÁRICA pressão Charles - Gay Lussac ISOCÓRICA volume Charles - Gay Lussac

LEI DE BOYLE - MARIOTTE “Numa transformação em temperatura constante, o volume V ocupado por uma dada massa de um gás é inversamente proporcional à pressão P a que ela está submetida.” Robert Boyle (1627 – 1691)

A lei de Boyle e a transformação isotérmica Estado inicial Estado final P .V = K P1= 1 atm V1 = 2 L P2 = 2 atm V2 = 1 L P1 . V1 = P2 . V2

A lei de Boyle e a transformação isotérmica Graficamente, temos: Estado inicial Estado final P1= 1 atm V1 = 2 L P2 = 2 atm V2 = 1 L P .V = K P1 . V1 = P2 . V2

Interpretação: P Suponha um recipiente dotado de êmbolo móvel: T = cte. V Então, se dobrarmos a pressão sobre o êmbolo... Uma vez que T é constante, o grau de agitação molecular não se altera. 2 P T = cte. P x V = 2 P x V / 2 V / 2 ... o volume cai à metade!

Transformação Isotérmica Lei de Boyle P1.V1 = P2.V2

Lei de Boyle

O PRODUTO (PV) É CONSTANTE GRÁFICOS P P x V V P ISOTERMA

Exercícios de fixação: 01. Um gás ocupa um volume de 0,76 L sob pressão de 125mmHg. Na mesma temperatura, qual será o volume(L) ocupado se a pressão mudar para 0,1 atm? T = Constante, Lei de Boyle P2 = 0,1 atm = 76 mmHg P1 = 125mmHg Estado 1 Estado 2 V2 = ? V1 = 0,76 L Aplicando a lei de Boyle: P1.V1 = P2.V2 125. 0,76 = V2 . 76 V2 = 1,25 L

Exercícios de fixação: 02. Em um cilindro com êmbolo móvel, mantido a 30°C, há 400 cm3 de gás à pressão de 1,0 atm. Reduzindo a pressão para 152 mmHg. Qual o volume que o gás ocupará em litros? T = Constante, Lei de Boyle P2 = 152 mmHg P1 = 1atm = 760mmHg Estado 1 Estado 2 V2 = ? V1 = 400 cm3 Aplicando a lei de Boyle: P1.V1 = P2.V2 760. 400 = V2 . 152 V2 = 2000 cm3 = 2 L

Outra forma de resolver a questão anterior: Se P2 = 1 P1 5 Então V2 = 5V1 V2 = 5 X 400 = 2000cm3 Em palavras: Em temperatura constante se a pressão final do gás foi reduzida em cinco vezes da inicial, o volume final aumentará em cinco vezes do volume inicial.