Gás Ideal

GÁS IDEAL

Todo o gás em condições que possamos desprezar as forças intermoleculares. Em geral em uma pressão baixa e uma alta temperatura.
Um gás ideal é descrito pela equação:
PV = nRT, denominadas variáveis ou funções de estado, onde:
P= pressão;
V= volume;
n= número de mols;
R= constante  (a unidade do problema define o valor de R, ex: 0,082, 8,314, etc.)
T= temperatura.
Uma Equação de Estado pode ser definida como uma relação entre as variáveis de estado. Num sistema gasoso no mínimo duas destas variáveis serão modificadas.

Pressão: em um gás , a pressão é decorrência das colisões entre as suas moléculas e as paredes do recipiente no qual se encontra.

EQUILÍBRIO MECÂNICO:

SISTEMA FECHADO COM PAREDES MÓVEIS:

A pressão externa determina o movimento.
No equilíbrio mecânico:

P = P_Externa

_VOLUME,V:   

Unidades:

m³ = SI

cm³ = mL

L = dm³

^{TEMPERATURA, T:}

Unidade: 

T: Kelvin (K)

t: ⁰C

T: é uma medida da energia cinética média das moléculas (microscopicamente)

"grau de aquecimento do sistema " (macroscopicamente, informal)

Ѳ: sem se referir a temperatura específica, usa-se téta.

QUANTIDADE DE MATÉRIA, n:

n = m

      M

1 mol = 6,02 x  10²³ unidades (número de Avogadro)

CONSTANTE UNIVERSAL DOS GASES, R:

R = 8,314 Pa.m³ / K.mol → 8,314 J / K.mol

R = 1,987 cal / K.mol

R = 0,082 atm.L / K.mol

R = 62,36 mmgH.L /K.mol

CONCENTRAÇÃO MOLAR (C)E VOLUME MOLAR:

Concentração molar → c = n ÷ v

G.I. → PV = Nrt → P = n RT   → P = CRT → C = P     

                                     V                                       RT

Volume molar: volume ocupado por um mol.

Ṽ = V / n → então → C = 1 / V ou Ṽ = 1 / C

Quanto maior a concentração do gás, menor o volume molar (Van Der Walls)

PROPRIEDADE EXTENSIVA E INTENSIVA:

1^a) Propriedade extensiva: qualquer propriedade que dependa da extensão do sistema.

Ex: V, n,

2^a) Propriedade intensiva: qualquer propriedade que não dependa da extensão do sistema.

Ex: T, P,

Muitas vezes, uma propriedade intensiva é a razão de duas extensivas.

Ex: Densidade, C, Ṽ

d = m / V     →     Ṽ = V / n

SISTEMA, VIZINHANÇA, PAREDES E TRANSFORMAÇÕES

Sistema: é a parte do universo que se encontra em investigação.
Vizinhança (meio-externo): é o que rodeia os sistema, o restante do universo;
Universo: é o sistema mais o meio externo.
Fronteiras ou paredes: são os limites físicos entre sistema e meios externo. Podem ser: rígidas ou móveis; adiabáticas (isolantes térmicas, não existe troca de calor); diatérmicas (condutoras de calor).

Tipos de sistemas e transformações

Sistema isolado: paredes rígidas e adiabáticas; não interage com o meio externo, portanto, não pode sofrer nenhuma transformação.


Sistema adiabático: paredes móveis e adiabáticas; 



Quando o êmbolo baixa a Temperatura aumenta e quando o êmbolo sobe a Temperatura diminui. P,V e T sofrem alterações nas transformações adiabáticas (não há troca de calor entre o sistema e o meio externo)

Para os gases ideais:

P₂V_{2 =} P₁V₁

 T₂           T₁

Sistema fechado e rígido: paredes diatérmicas rígidas. P e T sofrem transformações.

A garrafa com água é um exemplo de um sistema fechado, já que esta pode sofrer transformações de P e T.

Este sistema sofre transformações isométricas (isocóricas).

Para os gases ideais:

P_{2 =} P₁

T₂    T₁

_{Sendo diretamente proporcionais, se a P aumenta a T aumenta na mesma proporção.Sistema fechado flexível: paredes diatérmicas móveis.}

_{LEI ZERO DA TERMODINÂMICA}

_{Se dois corpos 1 e 2 encontram-se em equilíbrio térmico com um terceiro corpo 3, então 1 e 2 estão em equilíbrio térmico entre si.}

Temperatura, (Ѳ, téta): propriedade que indica o equilíbrio térmico entre dois corpos. Igualdade de T, indica que os corpos estão em equilíbrio térmico.