Gases Ideais_Parte I [Modo de Compatibilidade], Notas de aula de Termodinâmica

Baixe Gases Ideais_Parte I [Modo de Compatibilidade] e outras Notas de aula em PDF para Termodinâmica, somente na Docsity!

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULOUNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENAESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA -

• EELEEL

Professora : Elisângela Moraes^ 02/03/201202/03/

PROGRAMA RESUMIDO

1.^

Gases Ideais;

2.^

Gases Reais;

3.^

Termodinâmica;

4.^

Termoquímica;

5.^

Entropia;

6.^

Espontaneidade da reação.

GASES IDEAIS

a)a)^

LeiLei dede Boyle

Boyle;

b)b)^

LeiLei^ dede

CharlesCharles

b)b)^

LeiLei^ dede

CharlesCharles

c)c)^

LeiLei dede Gay

Gay-

-LussacLussac

d)d)^

AA LeiLei do

do GásGás Ideal

Ideal

INTRODUÇÃO

^ Gás

≠^ Vapor

^ GásGás:

: uma substância que normalmente se encontra no estado gasoso na temperatura e pressão ambiente. Exs

.:Hélio,

Hidrogênio,

Oxigênio,

entre

outros

.

Exs

.:Hélio,

Hidrogênio,

Oxigênio,

entre

outros

.

^ VaporVapor:

:^ a

forma

gasosa

de

uma

substância

que

normalmente

é

um

líquido

ou

um

sólido

na

temperatura e pressão ambiente. Ex.: Água

Os gases são altamente compressíveis e ocupam o volume total de seusrecipientes. Quando um gás é submetido à pressão, seu volume diminui. Os gases sempre formam misturas homogêneas com outros gases. Os

gases

ocupam

somente

cerca

de

%^

do^

volume

de

seus

recipientes

PROPRIEDADES DOS GASES.

recipientes

PROPRIEDADES DOS GASES

^ Para

descrever

o^

estado

gasoso

são

necessárias

(quatro)

grandezas: pressão,

pressão, volume,

volume, temperatura

temperatura e

e aa quantidadequantidade de

de gásgás.

^ Pressão: Força por unidade de área.^ Aparelho

usado

para

medir

pressão

:^ Barômetro

Aparelho

usado

para

medir

pressão

:^ Barômetro

Unidades: a pressão medida em um barômetro de mercúrio émmHg, ,também chamada de torr; pode ser também registradaem atmosfera normal (atm) que se define por:1 atmosfera padrão = 1 atm = 760mmHg* A Unidade do SI (Sistema Internacional) é o pascal (Pa).

PROPRIEDADES DOS GASES

A pressão é a força atuando em um objeto por unidade de área:

PRESSÃO Pressão:

•A gravidade exerce uma forçasobre a atmosfera terrestre.•Uma coluna de ar de 1 m

2 de

seção transversal exerce uma forçade 10

5 N.

•A pressão de uma coluna de ar de^2 1 m

é de 100 kPa.

A pressão atmosférica e o barômetro • Unidades SI: 1 N = 1 kg m/s

2 ; 1 Pa = 1 N/m

• A pressão atmosférica é medida com um barômetro.•Se um tubo é inserido em um recipiente de mercúrio aberto à atmosfera, omercúrio subirá 760 mm no tubo.• A pressão atmosférica padrão é a pressão necessária para suportar 760 mm de^ Hg

em^

uma

coluna

PRESSÃO

de^ Hg

em^

uma

coluna

Unidades:1 atm = 760 mmHg760 mmHg = 760 torr760 torr = 1,

5 × 10

Pa

Se dois gases estiverem em recipientes separados tendo uma parede móvel comum, o gás com a pressão mais alta tenderá a comprimir o gás compressão mais baixa. A pressão do gás que tem maior pressão diminuirá àmedia que ele se expande, e a do outro gás aumentará a medida em que eleé ele é comprimido.

PRESSÃO

Os dois atingirão um estado em que as duas pressões são iguais e não haverá mais tendência de a parede móvel se deslocar. Esta situaçãocorresponde ao

equilíbrio mecânico

VOLUME

O volume de qualquer substância é o espaço ocupado por esta

substância. No caso dos gases, o volume de uma dada amostra é igual aovolume do recipiente que a contém. As unidades usuais de volume são:As unidades usuais de volume são: litro (L), mililitro (mL),metro cúbico (m³) [S.I.],decímetro cúbico (dm³) e,centímetro cúbico (cm³).

É conveniente fazer a distinção entre dois tipos de fronteira que podemseparar dois corpos:

DiatérmicaDiatérmica:

: quando há condução de calor. Se uma mudança de estado é

observada quando dois corpos com temperaturas diferentes são postos em contato

TEMPERATURA

contato

AdiabáticaAdiabática:

: quando NÃO há condução de calor. Se não há nenhuma mudança de estado, mesmo que os dois corpos tenham temperaturasdiferentes. Uma garrafa térmica é uma aproximação de um recipienteadiabático.O equilíbrio térmico é atingido quando não ocorre qualquer mudança deestado quando dois corpos A e B estão em contato através de uma paredediatérmica.

Imaginemos que um corpo A (por exemplo, um bloco de ferro) este já emequilíbrio térmico com um corpo B (um bloco de cobre) e que B esteja emequilíbrio térmico com um corpo C (um vaso com água).Verifica-se experimentalmente que A e C também estão em equilíbrio térmico quando

eles

são^

postos

em^

contato

.^ Essa

observação

e^ resumida

pela

LEI^ ZERO

TEMPERATURA

quando

eles

são^

postos

em^

contato

.^ Essa

observação

e^ resumida

pela

LEI^ ZERO

DA TERMODINÂMICA: SeSe AA está

está em

em equilíbrioequilíbrio térmico

térmico com

com B

B ee sese B

B estáestá em

em equilíbrioequilíbrio térmico

térmico com

com C,

C,

entãoentão C

C tambémtambém está

está em

em equilíbrioequilíbrio térmico

térmico com

com A

A..

Esta lei é a base do conceito de temperatura e justifica o uso de termômetroscomo instrumentos de medida da temperatura.

LEI DOS GASES

A temperatura constante, o volume ocupado por uma quantidadefixa de um gás é inversamente proporcional à sua pressão.

LEI DE BOYLE

As transformações gasosas nas quais variam a pressão e o volume,mas

a

temperatura

permanece

constante,

chamam-se

TRANSFORMAÇÕES ISOTÉRMICAS.

PV^11

=PV^2

OU 2

PV=K

LEI DOS GASES^ LEI DE BOYLE

Na

prática ,a lei de Boyle não é obedecida com exatidão matemática. Chamamos gás ideal ou gás perfeito ao gás teórico que obedeceria à lei de Boyle com^

precisão

matemática

.

com^

precisão

matemática

.

Na prática , temos os gases reais.
Quanto menor for a pressão e maior a temperatura do gás real,mais ele seaproxima do conceito de gás ideal ou perfeito.
Podemos dizer que o gás real tende para o gás ideal à medida que a pressãotende para zero e a temperatura tende para infinito.