O QUE É UM GÁS?

Gás é o vapor de uma substância, que ultrapassou a Temperatura Crítica (lembre do Diagrama de Fases e lembre que o gás não condensa).

Os gases têm suas moléculas com uma velocidade muito grande, por isso um gás tende a ocupar todo o espaço que lhe é disponível. Imagine um ambiente como, por exemplo, um elevador com duas pessoas dentro. Uma delas está com um desarranjo intestinal e flatulando muito. Será que a outra pessoa sentirá o odor? Sim! Depois de um tempo, a segunda pessoa ficará torcendo o nariz, desagradavelmente. Por que? Ora, por que o gás se espalhou por todo o ambiente do elevador, e ele, faz isto, por que suas moléculas têm muita velocidade (alta energia cinética). Podemos dizer, então, com muita segurança, que o volume do gás é o volume do próprio recipiente que o contém.

Falemos um pouco sobre a pressão. O que é a pressão de um gás? Bem... as moléculas estão sempre agitadas no estado gasoso. Ora, se colocarmos um pouco de gás dentro de um recipiente, é de se esperar que uma hora ou outra estas moléculas batam nas paredes do recipiente. Deste choque, surge uma pressão nas paredes que é a pressão do gás. Resumindo: a pressão de um gás é o resultado da colisão das moléculas do gás contra as paredes do recipiente que o contém.

Pense agora na temperatura e o efeito que ela tem na pressão. Ora, se diminuirmos a temperatura, diminuiremos a energia cinética das moléculas. Com pouca velocidade, as moléculas colidem com menos força nas paredes. O que se espera que aconteça com a pressão? Espera-se que a pressão aumente ou diminua? A resposta é que diminua a pressão. Mas se aumentarmos a temperatura, esperaremos que a pressão aumente, pois a velocidade das moléculas irá aumentar, e colidirão com mais força nas paredes do recipiente.

Falamos sobre Temperatura, Volume e Pressão de um gás. Estas grandezas físicas são chamadas de Variáveis de Estado de um gás. São estas variáveis de estado que são estudadas aqui, nas Transformações Gasosas.

Transformações Gasosas

Os gases podem variar de Temperatura, Pressão e Volume dependendo das mudanças nas Variáveis de Estado. São quatro transformações básicas:

Isotérmica

Isobárica

Isométrica (ou Isovolumétrica ou ainda Isocórica)

Adiabática

Transformações Isotérmicas

São transformações em que a temperatura permanece constante.Pressão e Volume são inversamente proporcionais.

Quando o peso bate no embolo, há um aumento de pressão e uma redução no volume. Cessada a pressão o embolo volta a sua pressão normal e volume normal. A temperatura não chega a ser alterada porque o processo é rápido.

Transformações Isobáricas

São transformações que ocorrem a pressão constante.O Volume e a Temperatura são diretamente proporcionais.

Quando a chapa circular se aquece ao rubro, ela acaba transferindo calor para o gás dentro do cilindro. As moléculas do gás se agitam mais e colidem mais fortemente com as paredes. Isto causaria um aumento na pressão não é? Mas não causa. Sabe por que? Porque quando o gás se aquece as moléculas batem no embolo e ele sobe. O aumento de volume acaba normalizando a pressão.

Transformações Isométricas

São transformações com volume constante.A Pressão e a Temperatura são diretamente proporcionais.

Quando as chapas se aquecem liberam calor para o gás dentro do cilindro. As moléculas do gás se agitam mais e acabem colidindo com mais força nas paredes do cilindro e no embolo, que não é móvel. Se o embolo pudesse subir mais, a pressão seria normalizada. Entretanto o embolo é fixo e a pressão só aumenta com o aumento de temperatura. As presilhas do embolo do cilindro da direita não suportaram a alta pressão e romperam.

Transformações Adiabáticas

São transformações que ocorrem sem troca de calor.

Cp e Cv são os calores específicos do gás a pressão constante e a volume constante.

Lei Geral dos Gases Perfeitos (Ideais)

Antes! O que é gás perfeito? É um gás que não existe na realidade, e serve apenas para provar que um gás real, quando aquecido e rarefeito, se comporta do modo como mostramos anteriormente. A lei geral diz

Equação de Clapeyron

Envolve o número de mols do gás, número associado a massa do gás. A equação é PV = nRT. R é a constante universal dos gases perfeitos. Quando a pressão for dada em atmosfera, tem valor 0,082 atm . l/MOL . K.