Estudo dos Gases

Prof. Fabio Costa

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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

Características dos Gases

• Possuem forma e volume indefinidos;

• Formam misturas homogêneas;• Possuem alta

compressibilidade devido ao grande espaçamento entre suas moléculas;

• Possuem baixa densidade.

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Pressão

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

estão em contato.

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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

ghPP 0

Gases Ideais (definição)

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Teoria Cinética dos Gases

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Leis dos Gases

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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.

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Lei de Boyle

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A experiência de Boyle

•Condições isotérmicas

PV= constante, ou seja

P V-1

P1V1 = P2V2

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Lei de Boyle

• Temperatura constante;• O volume de certa massa de gás perfeito é

inversamente proporcional à pressão suportada.

P . V = K (constante)

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Lei de Charles

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Experiencia de Charles e Gay Lussac

•Condições isobáricas e isocóricas

V T

2

2

1

1

2

2

1

1

T

V

T

V

T

P

T

P

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Lei de Charles

• Pressão constante;• O volume é diretamente proporcional à

temperatura absoluta do gás.

V / T = K (constante)

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Princípio de Avogadro

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Experiencia de Charles e Gay Lussac

•Condições isobáricas e isocóricas

V T

2

2

1

1

2

2

1

1

T

V

T

V

T

P

T

P

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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)

Equação dos Gases Ideais

P V = n R T

V – volume P – pressão n – quantidade (mols)R – constanteT – temperatura (K)

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Densidade dos Gases

RTM

mPV

nRTPV

V

m

RT

PM

RT

PMd

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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 + P2 + ... + Pn

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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.

n

iiPP

121ttii

ti

t

ii

....P P PxP

)(P totalpressão )(P parcial pressão

n

n x:molar Fração

Fração molarPressão total

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

Pr e

ss

ão

Pressãoparcialde A:pA = xAp

Pressãoparcialde B:pB = xBp

Exercícios

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31

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GASES REAIS(NÃO IDEAIS)

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repulsivas

atração

INTERAÇÃO ENTRE AS MOLÉCULAS

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FATOR DE COMPRESSIBILIDADE (Z)

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reais

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EXEMPLOS

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EQUAÇÕES DE ESTADO PARA GASES REAIS

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Bibliografia

1. ATKINS, P., DE PAULA, J. Físico-Química. 8a. ed. Livros Técnicos e Científicos, 2008.

2. WYLEN, G. J. V. Fundamentos da termodinâmica, 6a. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2003.

3. CALLEN, H. B. Thermodynamics and an introduction to thermostatistics. 2a. ed. New York: John Wiley, 1985.

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