ESTUDO DOS GASES: EQUAÇÃO GERAL DOS GASES

ESTUDO DOS GASES: EQUAÇÃO GERAL DOS GASES

Bruno Ramos da Silva¹, Marcelo Cholodik da Silva², Thiago Roa Frare³, Vinícius Lopes4, Wellison Costa5, Flávio Roccato6

RESUMO

Este trabalho tem como objetivo demonstrar de maneira clara e objetiva o estudo dos gases e da equação geral dos gases. Desta forma, para o estudo dos gases deve se levar em consideração as grandezas macroscópicas Pressão, Volume e Temperatura assim como suas principais transformações que são elas: Isotérmica, Isobárica e Isométrica.

Conhecendo as grandezas e as transformações, chegamos a equação geral dos gases, equação esta que foi utilizada no experimento para que pudéssemos chegar à conclusão final. O experimento deste trabalho tende a confinar um gás em um recipiente, sem que haja escape, e conforme o recipiente é aquecido foram quantificadas as grandezas Temperatura através de termômetro digital e Pressão, através de manômetro, ficando o Volume a ser encontrado através da Equação geral dos gases, após foram traçados os gráficos e concluído que durante o experimento a Pressão do gás foi constante , portanto sofreu uma transformação isobárica , logo com o aumento da temperatura, houve uma expansão no volume do gás.

Palavras-chave: Gás, Grandezas, Transformações, Equação, Isobárica.

  Graduando em Engenharia de Produção pela Faculdade Carlos Drummond de Andrade, [e-mail]

²   Graduando em Engenharia de Produção pela Faculdade Carlos Drummond de Andrade, [e-mail]

³ Graduando em Engenharia de Produção pela Faculdade Carlos Drummond de Andrade, [e-mail]

4   Graduando em Engenharia de Produção pela Faculdade Carlos Drummond de Andrade, [e-mail]

5   Graduando em Engenharia de Produção pela Faculdade Carlos Drummond de Andrade, [e-mail]

6   Professor Orientador,

1. Introdução

           O presente trabalho é sobre o estudo dos gases, mais concretamente a aplicação da Equação Geral dos Gases e as transformações sofridas por estes gases em relação as suas grandezas básicas que são a Pressão, Volume e Temperatura.

        São objetivos deste trabalho demonstrar de maneira prática e objetiva a aplicação da equação geral dos gases conforme o tipo de transformação sofrido, suas constantes e suas variáveis.

        O trabalho está dividido em três partes principais: Na primeira parte tratamos da história, neste capítulo será abordado a história do estudo dos gases, assim como a bibliografia pesquisada acerca das transformações gasosas, e a apresentação da equação geral dos gases. Na segunda parte apresentamos a metodologia, capítulo que expõe os materiais que foram necessários para a realização da experiência, assim como, os procedimentos para que a experiência fosse executada com sucesso. No capítulo final, apresentamos os resultados e discussões, capítulo onde foi abordado os resultados levantados na experiência, as conclusões que foram obtidas e a análise gráfica quantitativa, além das considerações finais dos autores.

        A metodologia empregada neste trabalho foi a pesquisa bibliográfica, enriquecida com uma experiência laboratorial feita levando em consideração a obtenção de dados quantitativos para alcançar os objetivos finais deste trabalho, foi através da experiência que chegamos as conclusões finais deste trabalho, o qual qualificamos a transformação sofrida pelo gás durante a experiência e aplicamos a equação geral dos gases.

        Desta forma o referido trabalho nos leva a entender as principais transformações gasosas, assim como nos permite qualificar a transformação gasosa ocorrida na experiência através dos dados obtidos, da aplicação da equação geral dos gases e dos gráficos gerados a partir das conclusões quantitativas.

1. História

O estado gasoso foi reconhecido no início do século XVII por J.B. van Helmont. A palavra gás, derivou-se do “chãos”, muito embora outras pessoas pretendam derivá-la da palavra alemã Geist (espírito).

Podemos definir gás como fluído que possuí as propriedades de compressibilidade, volume variável e difusibilidade. A compressibilidade do gás acontece quando o gás sofre a ação de forças adequadamente distribuídas, tendo seu volume diminuído. O volume variável se dá devido ao gás ocupar todo o espaço que lhe é oferecido, isso acontece por que o gás é formado por partículas (átomos e moléculas) que se movimentam muito rápido de forma contínua e desordenada em todas as direções e sentidos, ocupando assim todos os espaços disponíveis, consequentemente o volume do gás irá coincidir com o volume do próprio recipiente. O gás apresenta difusibilidade por que dois ou mais gases colocados juntos difundem se entre si formando uma mistura homogenia ou um sistema monofásico.  

O estudo dos gases teve início após a primeira medição da pressão atmosférica feita por Torricelli em meados do século XVIII, sendo assim, podemos definir o estudo dos gases como a relação entre as grandezas macroscópicas dos gases.

As grandezas trabalhadas no estudo dos gases são chamadas de variáveis de estado e são elas: pressão, volume e temperatura. O volume de um gás é o volume ocupado por ele propriamente dito, pois, não possui volume ou formas próprias. A pressão surge dos choques das moléculas dos gases com paredes dos recipientes. A temperatura é a agitação das moléculas dos gases que definem sua temperatura, esta será dada sempre em Kelvin.

Para simplificar o estudo dos gases, Boltzmann (físico e professor austríaco nascido em 20 de fevereiro de 1844 em Viena) e Maxwell (professor, filósofo, astrônomo, físico e matemático escocês nascido em 13 de junho de 1831 em Edimburgo) desenvolveram axiomas básicos, cujo conjunto constitui a Teoria Cinética dos gases, os gases regidos por esses axiomas são chamados de gases perfeitos ou ideais.

Com relação à Lei dos Gases Ideais, podemos dizer que ela nos mostra a relação entre pressão, volume, temperatura e número de mols. Essa relação é obtida a partir de um modelo simples para os gases, que permite determinar a relação entre grandezas macroscópicas a partir do estudo do movimento de átomos e moléculas. A teoria cinética dos gases se baseia em quatro postulados: o gás é formado por moléculas que se encontram em movimento desordenado e permanente. Cada molécula pode ter velocidade diferente das demais; cada molécula do gás interage com as outras somente por meio de colisões (forças normais de contato). A única energia das moléculas é a energia cinética; todas as colisões entre as moléculas e as paredes do recipiente que contém o gás são perfeitamente elásticas. A energia cinética total se conserva, mas a velocidade de cada molécula pode mudar. as moléculas são infinitamente pequenas. A maior parte do volume ocupado por um gás é espaço vazio.