1 - Lei Zero Da Termodinâmica - Gases

PROPRIEDADES DOS GASES O Gás Perfeito moléculas (ou átomos) em movimento

• Movimento aumenta com aumento da Temperatura • Moléculas muito separadas umas das outras • Tra raje jettór ória iass

muit itoo po pouc ucoo pe pert rtur urba bada dass po porr fo forç rças as intermoleculares

Os estados dos gases Estado físico : definido por propriedades físicas Gás puro: Volume que q ue ocupa oc upa,, V  Quantidade de substância (número de moles) , n  Pressão,, P Pressão Temperatura , T Se tr tr ês var var i ávei veiss es especi f i ca cad das

quar qu arta ta var i áve vell f i x ada 

Equação de Estado: P = f ( T, V, V, n)  n ) 

Pressão Força / Área

[SI] = Pa

Unidades de Pressão N om e

 pascal  bar atmosfera torr mm Hg libra por polegada quadrada

Símbol o

1 Pa 1 bar 1 atm 1 Torr 1 mmHg 1 ps i

Val or  

1 N m-3, 1 kg m-1 s-2 105 Pa 101.325 Pa 133,32... Pa 133,322...kPa 6,894757...kPa

Medida de Pressão (a) Tubo aberto P = Pex +

gh

ρ = Densidade

g = Gravidade local h = altura

Temperatura Propriedade que nos indica o sentido do fluxo de energia através de uma parede termicamente condutora.

Fronteira adiatérmica –  não há transferência de calor. Equilíbrio térmico.

Lei Zero da Termodinâmica

 As Leis dos Gases  Leis empíricas

 Lei de Boyle

P



1/V

À temperatura constante, a pressão de uma determinada quantidade de gás é inversamente proporcional ao seu volume. P

0

 Lei de Charles, Gay-Lussac (a Pressão Cte) (a Volume Cte)

V = Cte x T

P = Cte x T

Volume molar: Vm Vm = V / n

V = constante x n (P e T constantes) Princípio de Avogadro: “Volumes  iguais

de gases, nas mesmas condições de temperaturas e pressão contêm o mesmo número de moléculas”

P V = cte

V = cte x T

P = cte x T

V = cte x n

PV = cte x nT A constante de pr opor cionalidade é independente da identidade do gás 

Lei dos Gases perfeitos ou ideais PV = nRT Volume molar Vm Condições normais ambi entes de temperatura e pr essão (CNATP) 

T = 298,15 K  P = 1 bar (105 Pa)

Vm 

RT P



0,08314 x 298,15 1

 24,789 L mol

Condições nor mais de temperatura e pressão (CN TP) 

T = 0o C = 273,15 K  P = 1 atm RT 0,082 x 273,15 1    Vm 22,4 L mol P 1

1

Superfície de estado dos gases Transformações isotérmicas Transformações isobáricas Transformações isométricas

Equação combi nada dos gases 

Misturas de gases Lei de Dalton A pressão exercida por uma mistura de gases é a soma das  pressões parciais dos gases que a compõem

P   Pi

 P i   xi P 

i

xi = fração molar 

Representação da Lei de Dalton

Gases Reais Gases reais exibem desvios em relação à lei dos gases  perfeitos, por causa das forças intermoleculares.

I nterações entre as molé culas gasosas 

Forças de atração Alcance relativamente grande  pressões moderadas

Forças de repulsão Interações de curto alcance distancia inter-molecular  pequena Pressão alta

Interações intermoleculares ∆T pode influenciar as

interações. Repulsão: distância pequena

nula: distância muito longa

atração: distância intermediária

P 0, gás que ocupa volume grande comporta-se como gás ideal P . moderada, prevalecem as forças atrativas. P. Elevada prevalecem as forças repulsivas.

 Fator de compressibilidade: Z

Z

volume molar  do gás volume molar  de um gás  perfeito

como o m

V 

RT P

Z

PVm RT



Vm 0 m

V

T = 0 ºC

Z=1 Pressões elevadas todos os gases possuem Z >1. Forças repulsivas dominantes. Pressões intermediárias todos os gases possuem Z < 1. Forças atrativas dominantes.

Quando p 0, logo todos os gases Z 1

Coeficientes do virial (variação de temperatura)

Z Coeficientes B  e C   que variam em função da temperatura , são conhecidos como coeficientes do vir ial . O terceiro coeficiente (C) é usualmente menos importante que o segundo (B), pois em geral tem-se: C/Vm2