Gases Ideais e Termodinâmica: Leis e Transformações

Definições e Variáveis de Estado

• Temperatura (T): Medida do grau de agitação das partículas de um corpo.
  • Conversão ºC para K: +273
  • Conversão K para ºC: -273
• Pressão (P): Resultado da força aplicada a uma superfície.
  • atm para mmHg: x760 | mmHg para atm: ÷760
  • atm para Pa: x10⁵ | Pa para atm: ÷10⁵
  • atm para cmHg: x76 | cmHg para atm: ÷76
• Volume (V): Espaço ocupado por um corpo.
  • L para (mL ou cm³): x1.000 | (mL ou cm³) para L: ÷1.000
  • m³ para (L ou dm³): x1.000 | (L ou dm³) para m³: ÷1.000

V, P, T: São as variáveis de estado.

Transformações Gasosas (em sistema fechado)

• Transformação Isotérmica (T = constante): Lei de Boyle e Mariotte. A temperatura é constante e a massa ocupa um volume inversamente proporcional à sua pressão.
• Transformação Isobárica (P = constante): 1ª Lei de Charles e Gay-Lussac. A pressão é constante; o volume ocupado por certa massa é diretamente proporcional à sua temperatura termodinâmica.
• Transformação Isocórica (ou Isométrica/Isovolumétrica) (V = constante): 2ª Lei de Charles e Gay-Lussac. O volume é constante; a pressão exercida por uma massa é diretamente proporcional à temperatura termodinâmica.

Teoria Cinética dos Gases e Gás Ideal

O Gás Ideal é um modelo sem existência física real, utilizado para explicar o comportamento dos gases que pode ser observado experimentalmente.

• Composição: Todo gás é formado por partículas minúsculas.
• Agitação Térmica: As partículas minúsculas se movimentam velozmente, de modo livre e desordenado. É chamado assim porque depende da temperatura (T) do gás.
• Características dos Gases: Possuem baixa densidade, misturam-se homogeneamente, são facilmente comprimidos, expandem-se espontaneamente e dilatam-se ao absorver calor.
• O volume das partículas é pequeno, mas não é desprezível.
• O movimento das partículas é contínuo e ininterrupto, sendo interrompido apenas quando colidem.
• Pressão exercida por um gás: Resulta do choque das partículas contra as paredes (como em um pneu).
• O choque entre as partículas é elástico.
• No Gás Ideal, o volume do gás é igual ao volume do recipiente; o volume das partículas é desprezível em relação ao volume do recipiente.

*A energia cinética depende da massa e a temperatura não (à medida que a P < T).

*O gás sofre uma transformação de estado quando seus valores exatos de V, P e T mudam.

Tipos de Sistemas

• Sistema Isolado: Não permite troca de massa ou calor com o meio ambiente.
• Sistema Fechado: Não permite troca de massa, mas permite troca de calor com o meio ambiente.
• Sistema Aberto: Permite troca de massa e calor.

Equações e Equivalências

• 1 L = 1000 mL = 1000 cm³
• 1 mL = 1 cm³
• 1 m³ = 1000 L
• 1 dm³ = 1 L
• Equação de Clapeyron: P.V = n.R.T
• Lei Geral dos Gases: (Pi.Vi) / Ti = (Pf.Vf) / Tf