Os gases têm um papel essencial para a
vida, os gases atmosféricos permitem, por exemplo, a respiração. Assim como
eles são biologicamente essenciais, são cobrados em vestibulares tanto em
questões de química como a física.
Variáveis de Estado
As variáveis de estado de um gás são:
temperatura (T) que está associada á energia cinética das moléculas em
movimento, o volume (V) que é o espaço ocupado pelo gás (os gases ocupam todo o
volume dos recipientes que os contém) e a pressão (p) que é associada às
colisões das moléculas do gás com as paredes dos recipientes. Essas variáveis
descrevem a condição física do gás.
Mudanças de Estado
Para as mudanças de estado, mantemos
sempre uma das variáveis de estado constante e variamos as outras duas que
sobraram. Existem tipos de transformações, e elas dependem de qual a variável
considerada como constante, abaixo estão descritas três mudanças de estado:
- Transformação
isotérmica:
nessa transformação a temperatura é a variável mantida
constante; - Transformação
isométrica, isocórica ou isovolumétrica: nessa transformação o
volume é a variável mantida constante; - Transformação
isobárica:
nessa transformação a pressão é a variável mantida
constante;
Se nenhuma das três variáveis de
estados forem constantes atemos a transformação geral.
Transformação
isotérmica – Lei de Boyle
A pressão é o volume são variáveis
inversamente proporcionais, ou seja, à medida que eu aumento a pressão eu
diminuo o volume. A partir dessa afirmação concluímos que o produto da pressão
pelo volume é uma constante, então escrevemos:
Assim, para transformações de um estado
1 para um estado 2 mantendo a temperatura constante:
Igualando as duas equações:
Graficamente representado por:
O gráfico descreve uma hipérbole,
mostrando que o volume é inversamente proporcional à pressão como afirmado
anteriormente. Essa curva recebe o nome de isoterma devido à temperatura
constante. Em um gráfico como esse podem ser construídas várias isotermas ao
mudar as temperaturas, mas mantê-las constantes.
Transformação
isométrica – Lei de Gay-Lussac
À medida que aumentamos a temperatura
de um gás, a pressão aumenta então as variáveis pressão e temperatura são
diretamente proporcionais, ou seja:
Assim, para transformações de um estado
1 para um estado 2 mantendo o volume constante:
Igualando as duas equações:
Graficamente representado por:
O gráfico descreve uma reta denominada
isométrica, mostrando que a temperatura e pressão são diretamente
proporcionais.
Transformação
isobárica – Lei de Charles
À medida que aumentamos a temperatura
de um gás, há um aumento de volume, mostrando que as variáveis temperatura e
volume são proporcionais, ou seja:
O gráfico descreve uma reta denominada
isométrica, mostrando que a temperatura e pressão são diretamente
proporcionais.
Transformação
isobárica – Lei de Charles
À medida que aumentamos a temperatura
de um gás, há um aumento de volume, mostrando que as variáveis temperatura e
volume são proporcionais, ou seja:
Assim, para transformações de um estado
1 para um estado 2 mantendo a pressão constante:
Igualando as duas equações:
Graficamente representado por:
O gráfico descreve uma reta denominada isóbara, mostrando que a
temperatura e volume são diretamente proporcionais.
Posted: 11 Apr 2016 09:55 AM PDT
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