Comportamento Térmico dos gases

1. VARIÁVEIS DE ESTADO

Todo gás é constituído de partículas (moléculas, átomos ou íons) que estão em contínuo movimento desordenado, por isso ocupa sempre o volume total do recipiente que o contém.

A pressão que o gás exerce sobre uma superfície é o efeito causado pelos choques das partículas constituintes sobre essa superfície.

Com o aumento da temperatura, a velocidade média das partículas constituintes do gás aumenta; a pressão aumenta se o recipiente que contém o gás conserva o mesmo volume.

Sejam P (Pa), V (m3) e T (K), respectivamente, a pressão, o volume e a temperatura absoluta. As variáveis P, V e T especificam o estado de uma dada massa gasosa; por isso são denominadas variáveis de estado.

2. TRANSFORMAÇÕES DOS GASES

Uma dada massa sofre uma transformação gasosa quando passa a um novo estado, isto é, quando ocorrem variações nas grandezas P, V e T.

Há transformações mais simples, onde uma das grandezas é fixa, modificando-se apenas as outras duas.

Transformação isotérmica é aquela na qual a temperatura do gás é mantida constante.

Transformação isobárica é aquela na qual a pressão do gás é mantida constante.

Transformação isométrica ou isocórica é aquela na qual o volume do gás é mantido constante.

 

3. GASES PERFEITOS OU IDEAIS

São aqueles que (só existem teoricamente) obedecem à risca a equação geral dos gases perfeitos.

Os gases reais apresentam comportamentos que se aproximam dos ideais quanto mais baixa for a pressão e mais alta sua temperatura.

Observações:

Quando nos referimos a uma dada massa gasosa, nas transformações, isto significa que a equação geral dos gases perfeitos só se aplica para massa constante do gás, no estado inicial e final.

Ao se referir a condições normais de temperatura e pressão, abreviadamente CNTP, a temperatura considerada é 273K e a pressão de 1 atm (105 Pa).

As variáveis de estado são medidas:

T - temperatura medida no termômetro.

V - volume do gás é o volume do recipiente.

P - pressão medida no manômetro.

Lei de Boyle-Mariotte:

Na transformação isotérmica de uma dada massa gasosa, a pressão é inversamente proporcional ao volume.

O diagrama anterior P x V denomina-se diagrama de Clapeyron e a isoterma é o conjunto de todos os pontos de mesma temperatura. 

Lei de Charles (1ª Lei de Gay-Lussac):

Na transformação isobárica de uma dada massa gasosa, o volume é diretamente proporcional à temperatura absoluta.

Lei de Charles (2ª Lei de Gay-Lussac):

 

Na transformação isométrica (isocórica) de uma dada massa gasosa, a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta.