Postulados da teoria cinética dos gases
Por: Lucas Martins • 6/12/2018 • Pesquisas Acadêmicas • 862 Palavras (4 Páginas) • 278 Visualizações
Gases Ideais
Postulados da teoria cinética dos gases
1º) movem-se desordenadamente (caos molecular) e apresentam velocidades variáveis, cuja média está relacionada com a temperatura do gás.
2º) não exercem ação mútua, isto é, não interagem, exceto durante as colisões.
3º) chocam-se elasticamente entre si e com as paredes do recipiente, não havendo, portanto, perda energética nessas colisões
4º) apresentam volume próprio total desprezível, em comparação com o volume ocupado pelo gás
Transformações: Qualquer processo que altere uma ou mais variável de estado.
Variáveis de Estado: Volume, temperatura e pressão.
Lei de Avogadro: Volume iguais de todos os gases nas mesma condições de temperatura e pressão contém sempre o mesmo número de moléculas.
N = 6,02 x 10-23 mol-1
Lei dos gases perfeitos
EQUAÇÃO DE CLAPEYRON:
P V = nRT
- n = Número de mols do gás
- R =constante dos gases ideais (8,31 J/mol.K)
Trabalho com T constante:
Suponha que um gás ideal seja introduzido em um cilindro com um êmbolo e permitindo que o gás se expanda de um volume inicial a um volume final mantendo constante a temperatura T do gás
Esse processo é chamado de expansão isotérmica e o processo inverso é a compressão isotérmica
W= ʃ p dV ( limites da integral são Vf e Vi)
=
W = nRT ln(Vf/Vi)
W = Trabalho
Trabalho com Volume constante e Pressão constante
- se no processo P e V são constantes então, W=0
- Se o volume varia enquanto a Pressão é constante :
W= ʃ p dV ( limites da integral são Vf e Vi) W= p( Vf – Vi)
Exercício 1
- Um cilindro contém 12 L de oxigênio a 20°C e 15 atm. A temperatura é aumentada para 35° C e o volume é reduzido para 8,5L. Qual é a pressão final do gás em atmosferas? Suponha que o gás seja ideal.
- Usando a lei dos gases ideais
Pi.Vi = n.R.Ti e Pf.Vf = n.R.Tf
Resolução
- Vi=12L Vf = 8.5 L
- Ti = 20° => 293 K Tf= 35° => 308K (kelvins)
- Pi= 15 atm
- n e R são constantes então podemos cortá-los das equações:
- Pf = Pi.Vi.Tf/Vf.Ti
- Pf = 15. 308 . 12/ 293. 8,5 => 22 atm
Exercício 2
Um mol de oxigênio(trate-o como um gás ideal) se expande a temperatura constante T de 310 K de um volume inicial Vi de 12L para um volume final Vf de 19L. Qual o trabalho realizado pelo gás durante a expansão?
Resolução
- W = n.R.T. ln(Vf/Vi)
- n (números de mol do gás) = 1 Vf= 19L
- R (constante) = 8,31 Vi= 12L
- T= 310 k
- W= 1. 8,31. 310 . ln(19/12) = 1180J
Pressão, Temperatura e Velocidade média Quadrática
- As moléculas do gás, ao se movimentarem, colidem com as outras moléculas e com as paredes do recipiente onde se encontram, exercendo uma pressão, chamada de pressão do gás.
- Esta pressão tem relação com o volume do gás e à temperatura absoluta.
- Ao ter a temperatura aumentada, as moléculas do gás aumentam sua agitação, provocando mais colisões.
- Ao aumentar o volume do recipiente, as moléculas tem mais espaço para se deslocar, logo, as colisões diminuem, diminuindo a pressão.
Utilizando os princípios da mecânica Newtoniana é possível estabelecer a seguinte relação:
[pic 1]
Para descobrir a Velocidade :
[pic 2][pic 3]
A velocidade do som em um gás está intimamente ligada a velocidade média quadrática da moléculas. Em uma onda sonora a perturbação é passada de molécula para molécula através de colisões. A onda não pode se mover mais depressa que a velocidade média das moléculas porque nem todas moléculas estão se movendo na mesma direção que a onda. Por isso ocorre colisões que impedem as moléculas de seguir uma trajetória retilínea
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