O volume dos gases é fixo porque é sempre igual ao volume do recipiente que os contém
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O gás é um dos estados da matéria, caracterizado por sempre tomar a forma e o volume do recipiente em que está inserido. Muitas de suas propriedades são consequência de seu comportamento molecular: as partículas gasosas quase não apresentam interações intermoleculares. Por isso, os gases têm grande energia cinética, baixa densidade, são muito compressíveis e também completamente miscíveis. Show Termodinamicamente, o gás é definido por grandezas físicas conhecidas como variáveis de estado: pressão, temperatura, volume e número de mols. Dessas variáveis foram enumeradas leis e princípios, as quais deram origem aos modelos matemáticos dos gases que conhecemos hoje, como a equação geral dos gases e a equação de Clapeyron para gases ideais. Leia também: Quais são os estados físicos da matéria? Resumo sobre os gases
Videoaula sobre os gasesO que são gases?Os gases compõem um dos estados de agregação da matéria, com a característica de sempre tomarem a forma e o volume do recipiente que ocupam. Podem se apresentar na natureza na forma pura ou em uma mistura, sendo que toda mistura gasosa é homogênea. Em geral, apresentam menor densidade que sólidos e líquidos, além de suas partículas possuírem maior energia cinética, já que quase não existem interações intermoleculares nesse estado. Características dos gasesDiversas são as características e particularidades do estado gasoso. Em um gás, as partículas praticamente não interagem (baixa interação intermolecular), o que gera algumas consequências do ponto de vista de seu comportamento físico. Por exemplo, por conta dessa baixa interação, o gás é um estado extremamente compressível (tem seu volume reduzido por aplicação de pressão). A depender da compressibilidade, o gás pode, inclusive, se liquefazer. As partículas constituintes apresentam alta energia cinética (grande velocidade) e podem colidir umas com as outras de forma aleatória e desordenada, gerando a difusão do gás até que ele esteja homogeneamente distribuído por todo o sistema. É por isso que os gases tomam a forma e o volume do recipiente em que estão inseridos. Só duas coisas conseguem conter um gás: um recipiente e a gravidade. Por conta do grande espaçamento das partículas, os gases também são menos densos que os sólidos e os líquidos. Além disso, a miscibilidade entre gases é total, sempre formando sistemas homogêneos. Leia também: Difusão e efusão dos gases Variáveis de estado de um gásUm gás é definido por quatro grandezas:
Estas são entendidas como as variáveis de estado do gás, que definem termodinamicamente esse estado. Essas grandezas apresentam dependência umas das outras, ou seja, a alteração de uma influencia na alteração da outra. Contudo, apesar de terem sido enumeradas quatro grandezas, definiu-se experimentalmente que se faz necessário conhecer apenas três dessas variáveis, pois a quarta será fixa. Ou seja, se é conhecido o número de mols de um gás, seu volume e sua temperatura, então a pressão tem um valor fixo. Equação geral dos gasesConhecendo as variáveis de estado de um gás, três leis são essenciais para caracterizá-lo quantitativamente:
Com base nisso, definiu-se que: p ∙ V = constante ∙ n ∙ T Essa constante, inicialmente apenas de aspecto proporcional, demonstrou-se igual para todos os gases experimentalmente e, por isso, foi denominada constante dos gases (R). Em um processo físico, não havendo alteração do número de mols de um gás, as variáveis de estado se relacionam da seguinte forma: \(n\cdot R=\frac{p\ \cdot\ V}{T}\) Tal equação é definida como a equação geral do gás e integra as conclusões das três leis apresentadas anteriormente. Como é sabido, os estados do gás são dependentes entre si, por isso, a equação apresenta uma maneira de mostrar essa dependência de forma quantitativa. Por exemplo, se o gás se apresenta em uma condição 1 e muda para uma condição 2, as variáveis de estado manterão sua dependência, e essa variação poderá ser calculada como: \(\frac{p_1\cdot\ V_1}{T_1}=\frac{p_2\cdot\ V_2}{T_2}\) Equação dos gases ideaisA reorganização dessa equação nos leva à equação dos gases ideais, também conhecida como equação de Clapeyron: p ∙ V = n ∙ R ∙ T A constante R possui diversos valores possíveis, pois é dependente do sistema de unidades utilizado pelas demais variáveis. Exemplos de valor de R são:
Embora o gás ideal (ou perfeito) não exista na natureza, é possível fazer com que um gás real se comporte como ideal: basta fazer a pressão chegar muito próximo a zero. Essa diferença se dá porque o modelo do gás ideal não contempla as interações intermoleculares entre as partículas gasosas, que, por menor que sejam, existem. Se as interações entram em jogo, as repulsões eletrônicas também. Conforme a pressão aumenta, a equação de Clapeyron já não é mais adequada para o estudo do gás. Por Stéfano Araújo Novais
Estes exercícios sobre gases envolvem o conceito e as principais propriedades e características dos gases ideais ou perfeitos. 
(UnB-DF) O estudo das propriedades macroscópicas dos gases permitiu o desenvolvimento da teoria cinético-molecular, a qual explica, em nível microscópico, o comportamento dos gases. A respeito dessa teoria, julgue os itens que se seguem: (1) O comportamento dos gases está relacionado ao movimento uniforme e ordenado de suas moléculas. (2) A temperatura de um gás é uma medida da energia cinética de suas moléculas. (3) Os gases ideais não existem, pois são apenas modelos teóricos em que o volume das moléculas e suas interações são considerados desprezíveis. (4) A pressão de um gás dentro de um recipiente está associada às colisões das moléculas do gás com as paredes do recipiente.
(Unisa–SP) Observando o comportamento de um sistema gasoso, podemos afirmar que: I. A pressão de um gás é o resultado das colisões das moléculas com as paredes do recipiente. II. A energia cinética média das moléculas de um gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta. III. Volume, pressão e temperatura são chamados variáveis de estado. IV. As moléculas se movimentam sem colidirem com as paredes do recipiente que as contém. Estão corretas as afirmativas: a) somente I b) somente II c) I e II d) II, III e IV e) I, II e III
Avalie se cada uma das afirmações a seguir a respeito dos gases ideais é verdadeira ou falsa. a) Todos os gases são formados por moléculas. b) Todos os gases possuem massa. c) O volume dos gases é fixo porque é sempre igual ao volume do recipiente que os contém. d) Com o aumento da temperatura e/ou diminuição da pressão, o gás dilata-se (expande-se). e) As partículas dos gases difundem-se em outros gases.
Qual das alternativas a seguir não corresponde a uma propriedade de qualquer substância no estado gasoso? a) Densidade inferior à dos líquidos obtidos por condensação. b) Dilatabilidade. c) Difusibilidade. d) Ductibilidade. e) Compressibilidade.
Alternativa “b”. (1) Errado. De acordo com a teoria cinética dos gases, o movimento das moléculas gasosas é completamente desordenado. (2) Correto. Sendo a temperatura uma medida do grau de agitação molecular, ela mede também a energia cinética dessas moléculas, pois se relaciona com o seu movimento. (3) Correto. Gases ideais são apenas modelos teóricos. (4) Correto. Pressão é a força dividida pela área. No caso da pressão interna de um gás, ela corresponde à força de impacto das moléculas com a superfície interna do recipiente dividida pela área dessa superfície.
Alternativa “e”. A afirmação IV está incorreta porque as moléculas colidem com as paredes do recipiente que as contém. Quanto maior a temperatura, maior é a intensidade dessas colisões.
a) Falsa. Os gases nobres não são formados por moléculas, mas sim por átomos. b) Verdadeira. Todos os gases possuem massa. c) Falsa. Visto que os gases ocupam o volume do recipiente que os contém, o seu volume não é fixo. d) Verdadeira. Com o aumento da temperatura e/ou diminuição da pressão, o gás dilata-se (expande-se). e) Verdadeira. As partículas dos gases difundem-se em outros gases.
Alternativa “d”. A ductibilidade é a capacidade de transformar o material em fios, como ocorre com os metais. Essa não é uma propriedade dos gases. |
