Teoria Cinética dos Gases - Resumos

O gás é caracterizado a partir dos valores agregados ao seu volume, a temperatura e a pressão que o gás está posto. Podem ser feito vários experimentos com estes gases, e com os resultados estabelecer uma relação entre todos esses experimentos que será dominado um modelo ideal para todos os gases.

A teoria cinética dos gases diz:

·         Todo gás é composto de inúmeras moléculas que se movimentam de forma desordenada e com uma alta velocidade. Essa movimentação é chamada agitação térmica. O grau dessa agitação serve para identificar a temperatura dos gases.

·         As moléculas dos gases têm um tamanho desprezível em relação às distâncias entre elas, o que faz com que o volume ocupado pelas moléculas de um gás seja praticamente desprezível.

·         O gás ocupa todo o espaço do lugar onde está contido, devido às moléculas dele se movimentarem em todas as direções.

·         ·O fato do movimento das moléculas dos gases serem perpétuo, é que, o choque delas contra si mesmas e contra as paredes do recipiente onde o gás está contido, é perfeitamente elástico, o que faz com que as moléculas não percam energia cinética nem quantidade de movimento.

Os gases geralmente têm baixa densidade, misturam-se homogeneamente uns com os outros, eles pode ser facilmente comprimidos e se expandem espontaneamente, dilatando-se ao absorver calor

Define-se para as partículas de um gás uma velocidade média e uma energia cinética (Diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás).

Modelo de comportamento para um gás ideal:

Ø   Volume de um gás é igual o volume do recipiente que o contém. O volume das partículas é sempre desprezível em relação ao volume do recipiente.

Ø  Pressão que o gás exerce é o resultado das colisões das partículas do gás contra as parede do recipiente que o contém, sem a variação da energia total.

Ø    Temperatura absoluta é diretamente proporcional à energia cinética média das partículas que constituem o gás.

Conclui-se que o comportamento de um gás “gás real” se próxima progressivamente do modelo estabelecido para o gás ideal à medida que a pressão diminui e a temperatura aumenta; condições que proporcionam um grande afastamento entre as partículas, de modo que a presença de uma não afete o movimento da outra.

(Por: Josiel e Pedro Mandelli)

A teoria cinética dos gases foi sintetizada com o proposito de explicar as propriedades e o comportamento interno dos gases.

Sua compreensão é fundamental para o entendimento da pressão que os gases exercem em outros corpos e em muito mais estudos sobre os gases.

Gases reais: Quando a partícula interferi uma na outra.

Gases ideais: Sob condições adequadas, tem suas partículas afastadas entre si, não interferindo uma no movimento da outra em um recipiente. 

 → Estado

          ↓

       Volume

   ↓                ↓

Pressão      Temperatura

Fórmula geral:                      

PV/ T = PV/T            →                   Transformar K em Cº

                                                                          Kº= ºC + 273

                                                                          ºC = Kº - 273

→ Temperatura constante – Isotérmica

→Pressão constante – Isobárica

→Volume constante – Isocórica

→ Transformação de estado com sistema aberto

     ↓

Se aquecer sai     → N1. T1 = N2. T2

Se esfriar entra

N → matéria

T → Temperatura ///// inversamente proporcional

GRÁFICOS:

(1)   Transformação isotérmica: Essa palavra vem do grego iso, que significa “igual”, e thermo, que significa “calor”, ou seja, essa é uma transformação gasosa que ocorre com a temperatura constante, enquanto as outras variáveis (pressão e volume) variam.

Formula:

P . V = k

ou

P₁ . V₁ = P₂ . V₂

(2)    Transformação isobárica: Essa palavra vem do grego iso, que significa “igual”, e baros, que é “pressão”, ou seja, essa é uma transformação gasosa que ocorre com a pressão constante, enquanto as outras variáveis (temperatura e volume) variam.

Os cientistas que estudaram a transformação isobárica foram Joseph Louis Gay-Lussac e Jacques Alexandre César Charles. Por isso, as observações deles foram enunciadas em uma lei chamada de primeira lei de Charles e Gay-Lussac, que diz o seguinte:

“Com a pressão sendo mantida constante, a massa de determinado gás ocupa um volume diretamente proporcional à sua temperatura termodinâmica.”

Formula:

V = k
T      

ou

V₁= V₂
T₁    T₂

(3) Transformação isocórica ou isovolumétrica: Conforme já dito, iso significa “igual”, e coros é “volume”, ou seja, a palavra “isocórica” refere-se a uma transformação gasosa que ocorre com o volume constante, enquanto as outras variáveis (temperatura e pressão) variam.

A segunda lei de Charles e Gay-Lussac diz o seguinte:

“Com o volume sendo mantido constante, a pressão exercida pela massa de determinado gás é diretamente proporcional à sua temperatura termodinâmica.”

Formula:

P = k
T      

ou

P₁= P₂
T₁    T₂

(Por: Evillin e Hanna)

v    O Gás Ideal

O comportamento dos elementos e das substâncias que se encontram na fase gasosa fica caracterizado quando conhecemos o volume que o gás ocupa e as condições exatas de pressão e temperatura em que ele se encontra. Essas grandezas são denominadas variáveis de estado.

A teoria cinética dos gases é um modelo utilizado para explicar de modo generalizado o comportamento dos gases. Esse modelo diz que as partículas de gás não se depositam no solo pela ação da gravidade porque todo gás é formado por partículas minúsculas que se movimentam velozmente de modo livre e desordenado. Esse movimento é denominado agitação térmica, porque depende da temperatura do gás.

Os cientistas admitiram que as partículas de um gás estão muito afastadas umas das outras e o espaço que elas ocupam é desprezível relação o espaço “vazio” que existe entre elas, assim, atração que as partículas de um gás exercem umas sobre as outras também é desprezível, os seja, movimento de uma partícula praticamente não interfere no movimento de outra.

Segundo cientistas, as partículas de um gás movem-se ao acaso, seguindo trajetórias retilíneas que só são interrompidas quando elas colidem umas com as outras ou contra as paredes do recipiente que as contém. A pressão exercida por um gás dentro de um recipiente resulta justamente dos choques das partículas contra as paredes.

            Os choques das partículas contra as paredes do recipiente ocorrem de forma perfeitamente elástica, também o choque que ocorre entre duas partículas do gás é elástico.

E_c= 1/2 m.v²

                                                              

Mesmo considerando-se um único elemento, de modo que todas as partículas tenham a mesma massa, a velocidade (e a energia cinética) de uma partícula específica pode ser diferente da outra em dado instante. Define-se para as partículas de um gás uma velocidade média e uma energia cinética média. Essa energia cinética média é diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás.

Ec/T= k

_·                     O volumede um gás é igual ao volume do recipiente que o contém. (o volume é expresso em metros cúbicos m³) em química trabalha uma pequena escala e se utiliza o litro, o milímetro e o centímetro cúbico.

_·                     A pressão que o gás exerce é o resultado das colisões das partículas do gás contra as paredes doo recipiente que o contem; essas colisões ocorrem sem variação da energia total.

_·                     A temperatura absoluta e diretamente proporcional à energia cinética média das partículas que constituem o gás. (a unidade de média utilizada na química é o kelvin K).

Esse modelo de comportamento proposto pela teoria do gás ideal afasta-se sensivelmente daquele observado na prática para um “gás real” em condições de alta pressão e baixa temperatura. Nessas condições, o volume do gás diminui muito, e as partículas ficam mais próximas, passando a interferir uma no movimento da outra.

Assim, concluímos que o comportamento de um “gás real” se aproxima progressivamente do modelo estabelecido para o gás ideal à medida que a pressão diminui e a temperatura aumenta; condições que propiciam um grande afastamento entre as partículas (gás rarefeito) de modo que a presença de uma não afete movimento da outra.

(Por: Kamilly e Vitória)