Gases - Estado Gasoso

Gases - Estado Gasoso

Estado Gasoso

O gás é caracterizado por um estado de agitação muito grande, o que resulta num distanciamento muito grande de suas partículas.

O gás não tem forma nem volume próprios. Devido ao alto estado de agitação, ele ocupa todo o volume de seu recipiente. Por isso dizemos que o volume do gás é o volume do recipiente em que ele se encontra.

O ar atmosférico é uma mistura de gases. Quando despoluído e seco, tem a seguinte composição:

No ambiente em que normalmente nos encontramos, conseguimos respirar sem dificuldade, pois o ar atmosférico (gás) ocupa todo o volume do ambiente.

Os gases nobres são raros e são elementos naturalmente estáveis, por isso são encontrados livres na forma de substâncias simples monoatômicas. Eles se encontram na última coluna vertical a direita da tabela periódica. Nesta tabela está com a cor azul.

Gás Ideal

Gás ideal ou perfeito é um gás hipotético cujas moléculas não apresentam volume próprio (tamanho desprezível) fazendo com que o volume ocupado por ele seja o volume do recipiente que o contém.

Gás é um fluído que sofre grandes variações de volume quando submetido a baixas pressões. Isso faz com que tenha duas características importantes, a expansibilidade e a compressibilidade.

Em um gás as moléculas movem-se a altas velocidades, de modo desordenado. A cada instante temos moléculas movendo-se em todas as direções, com velocidades variáveis. O valor médio dessas velocidades é proporcional à temperatura absoluta (T); quanto maior a temperatura do gás, maior a velocidade média das moléculas. A pressão do gás (p) é resultado das colisões das moléculas com as paredes de recipiente que contém o gás.

Os gases reais adquirem comportamento próximo do de um gás ideal quando está submetido a baixas pressões e a altas temperaturas.

O comportamento de um gás é analisado através de grandezas físicas, a ele associadas. Essas são: volume (V), pressão (p) e temperatura (T).

Grandezas Físicas

Massa dos Gases

Estudamos que os átomos e moléculas combinam-se segundo proporções bem definidas, cujas massas são chamadas massa atômica e massa molecular, respectivamente. Experimentalmente, mostra-se que, quando a massa de uma porção de um gás medida em gramas é numericamente igual à massa molecular do mesmo, o número de moléculas dessa porção é igual a 6,02 . 10²³ moléculas. A este número dá-se o nome de número de Avogadro.

Todo "pacote" de partículas, cujo número corresponde ao número de Avogadro, recebe o nome de mol. Por comodidade costuma-se avaliar uma porção de gás através do seu número de mols (n).

,

onde m é a massa de uma porção de gás e M é a massa de um mol desse gás.

Na prática, para determinar a massa de uma porção de gás, mede-se a massa do recipiente cheio de gás e subtrai-se a massa do recipiente se este estiver completamente vazio.

Volume dos Gases

Um gás não apresenta volume próprio (tamanho desprezível) fazendo com que o volume ocupado por ele seja o volume do recipiente que o contém. Medimos os volumes dos gases em m3, cm3, l, ml, etc.

Pressão dos Gases

O primeiro a medir a pressão atmosférica foi o matemático e físico italiano Evangelista Torricelli (1608 – 1647). Ele encheu com mercúrio um tubo de vidro de comprimento aproximadamente igual a 1 metro e tampou-o (Fig. 01). Em seguida ele inverteu o tubo, mergulhando-o em um recipiente que também continha mercúrio (Fig. 02). Ao destampar o tubo (Fig. 03) a coluna de mercúrio desceu um pouco estabilizando-se numa altura que, ao nível do mar, era 76cm.

É importante lembrar que à medida que nos afastamos da superfície da Terra a pressão vai diminuindo.

A partir do experimento de Torricelli são definidas outras unidades de pressão:

A pressão de um gás pode ser medida em mmHg ou em atm.

No campo da Física, define-se pressão como a força dividida pela área onde é aplicada. Suponhamos que sobre uma superfície plana, de área A, atuem forças perpendiculares cuja resultante é (Fig. 1). A pressão média sobre essa superfície é definida por:

Temperatura dos Gases

Temperatura é a grandeza física que mede o grau de agitação molecular (das moléculas e átomos) de um corpo. As moléculas não ficam em repouso. Mesmo nos corpos sólidos, as moléculas (ou átomos) estão em constante estado de vibração. Quando um corpo esquenta é porque suas moléculas vibram mais rapidamente. Quando um corpo vai esfriando é porque suas moléculas vão diminuindo a velocidade de vibração.

Como a temperatura está associada ao movimento das moléculas, pode-se encará-la como a medida do nível energético das moléculas. A temperatura de um gás depende do grau de agitação de suas moléculas.

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