Comportamento Térmico dos Gases

CAPÍTULO I:

Comportamento

Térmico dos gases

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INTRODUÇÃO

Todos os gases são constituídos de partículas que estão em constante movimento. Este comportamento está ligado às muitas variáveis que afetam determinada propriedade de determinado gás. A variação dessas propriedades é determinada como sendo o "Comportamento térmico dos gases". Que, a partir de estudos, formaram-se leis para que se pudesse melhor estudá-las. O objetivo deste capítulo é estudar as diferentes propriedades dos gases e entender como os mesmos se comportam em nosso cotidiano.

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1. O ESTADO TERMODINÂMICO DE UM GÁS:

O Estado Termodinâmico de um gás é definido pelas variáveis de estado (ou propriedades termodinâmicas) do sistema. Essas variáveis podem ser: massa (m), pressão (P), temperatura (T), energia interna (U), volume (V), massa específica (ρ), e diversas outras grandezas que são características de determinado sistema estudado.

Para definir o Estado termodinâmico de um gás, não é necessário saber TODAS as variáveis de estado. Por exemplo, comprova-se experimentalmente que o estado termodinâmico de um gás é definido, em muito boa aproximação, apenas por meio das variáveis de estado temperatura (T), volume (V), e pressão (P).

2. AS TRANSFORMAÇÕES GASOSAS:

Como tudo na natureza, os gases também sofrem transformações. As transformações gasosas são a relação das variáveis de estado de um gás (normalmente se utilizam as grandezas temperatura (T), volume (V) e pressão (P)). Nesse caso, são estudadas as três transformações mais comuns que um gás pode sofrer:

2.1. TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA:

A transformação isobárica acontece quando a pressão de um gás se mantém constante e sua temperatura e seu volume variam.

Pode-se demonstrar a relação entre volume e temperatura pela fórmula:

=[pic 1][pic 2]

Essa relação representa a 1ª Lei de Charles Gay-Lussac, este nome é uma homenagem aos fundadores desta lei: os químicos franceses Jacques A. César Charles (1746-1823), e Joseph Gay-Lussac (1778-1850).

2.2. TRANSFORMAÇÃO ISOCÓRICA (OU ISOVOLUMÉTRICA):

Nesse caso, o volume permanece constante e a pressão e a temperatura é que variam, tendo sua relação expressa pela fórmula:

=[pic 3][pic 4]

Essa relação representa a 2ª Lei de Charles Gay-Lussac, este nome é uma homenagem aos fundadores desta lei: os químicos franceses Jacques A. César Charles (1746-1823), e Joseph Gay-Lussac (1778-1850).

2.3. TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA:

Essa transformação ocorre quando a temperatura do conjunto permanece constante e a pressão e o volume variam. Pode ser expressa pela fórmula:

P1.V1 = P2.V2

Essa transformação foi observada de forma experimental pelo químico Robert Boyle (1627-1691) e ficou conhecida como Lei de Boyle.

3. LEI GERAL DOS GASES:

Relacionando as fórmulas de todas as transformações gasosas existentes, temos uma nova equação: a equação geral dos gases, que partiu da junção de todas as fórmulas de Charles, de Gay-Lussac e Boyle. Sendo assim, obteve-se a seguinte fórmula:

=[pic 5][pic 6]

Outra equação, que envolve muito mais propriedades do que a equação acima é a...

4. EQUAÇÃO DE CLAPEYRON:

A equação de Clapeyron tem este nome em homenagem ao físico francês Benoit Paul Émile Clapeyron (1799-1864). Foi um dos principais ajudantes na criação da termodinâmica. Relacionando todas as equações envolvendo transformações gasosas de vários autores, ele estabeleceu uma equação que relaciona as três variáveis consideradas no estudo da física (pressão, volume e temperatura) e o número de mols. Conseguindo assim estabelecer a seguinte fórmula:[pic 7]