Capítulo 04. Gases Perfeitos

1. Introdução

Uma substância, quando aquecida, atinge uma determinada fase chamada fase de vapor. Continuando o aquecimento do vapor, a partir de determinada temperatura, sob influência de qualquer pressão, esse vapor não mais se liquefaz ou solidifica. A partir dessa temperatura, chamada temperatura crítica, a substância passa a ser denominada gás.

2. Modelo Macroscópico do Gás

Ideal

Os diferentes gases reais (oxigênio, hélio, hidrogênio, néon etc.), em razão das suas características moleculares, apresentam, no geral, comportamentos desiguais. Entretanto, quando submetidos a baixas pressões e a altas temperaturas, comportam-se macroscopicamente de maneira semelhante.

Para nosso estudo, vamos adotar um "modelo teórico" de comportamento aproximado ao dos gases reais. Esta aproximação é melhorada quanto menor a pressão e maior a temperatura a que são submetidas as substâncias.

Esse modelo recebe o nome de gás perfeito ou gás ideal.

3. Características do Gás Ideal

As regras do comportamento dos gases ideais foram estabelecidas por Robert Boyle, Jacques Charles, Joseph Louís Gay-Lussac e Paul Emile Clapeyron, entre os séculos XVII e XIX.

Basicamente, consideram-se no gás perfeito as seguintes características:

1) as moléculas são pontos materiais;

2) grande número de moléculas em movimentos desordenados;

3) choques perfeitamente elásticos e de pequena duração;

4) só são consideradas as forças que agem durante o choque entre moléculas.

 

4. Variáveis de Estado de um Gás

A quantidade de partículas de um gás é muito grande, da ordem de 1020 partículas por centímetro cúbico, e para maior facilidade, avaliamos a quanti- dade de gás por meio do seu número de mols (n).

Devemos lembrar que um mol de gás constitui-se de um número de moléculas desse gás, dado pelo número de Avogadro.

(NA = 6,02 · 1023 moléculas/mol)

Vale a relação:

Para uma determinada massa de gás perfeito, as variáveis de estado são as grandezas físicas que o caracterizam: temperatura (T), volume (V) e pressão (p).

4.1. Temperatura (T)

A temperatura é a grandeza física relacionada à vibração das partículas, portanto, sempre será usada na escala absoluta, pois o zero absoluto corresponde à vibração zero.

Lembre-se de que:

4.2. Volume (V)

Os gases são altamene expansíveis; suas moléculas ocupam todo o espaço disponível do recipiente que contém esses gases. Assim, o volume do gás corresponde sempre ao volume do recipiente.

Lembre-se de que:


ou



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