FÍSICA

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1ª SÉRIE

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TRANSFORMAÇÕES GASOSAS - I

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AULA 52

OBJETIVO

Compreender a Teoria Cinética dos Gases como um modelo construído é válido para o contexto dos sistemas gasosos definidos como ideal, assim como a importância desse modelo para o desenvolvimento das ideias da Termodinâmica.

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Importante: você está preparado para a Prova Paraná? O conteúdo desta aula aborda os descritores que serão avaliados!!! Fique ligado!

AFINAL, PARA QUE SERVE O ESTUDO DOS GASES?

O estudo dos gases compreende a análise da matéria quando se apresenta em estado gasoso, que é o estado termodinâmico mais simples.

(Equação Geral dos Gases)

P = pressão

V = volume

T = temperatura

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1 e 2 são os estágios diferentes de um mesmo gás

VAMOS REFLETIR!

• Por que é necessário o uso de uma panela especial para cozinhar os alimentos mais rápido?
• Por que o gás de cozinha se torna líquido enquanto está dentro do botijão?

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pressure_cooker_releasing_water_vapor.jpg?uselang=pt-br

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kitchen-LPG_cooking_gas_cylinder.JPG?uselang=pt-br

Você sabia que essas duas situações ocorrem?

RESPONDENDO...

• Em condições normais, a água ferve a 100°C. Se aumentar a pressão interna da panela, que está hermeticamente fechada, aumenta a temperatura de fervura da água.
• Como o espaço do botijão é limitado, se aumentar o volume, aumenta a pressão interna do gás lá dentro, fazendo que as Moléculas fiquem mais próximas.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pressure_cooker_releasing_water_vapor.jpg?uselang=pt-br

Gás e vapor não são a mesma coisa!

Normalmente consideramos um gás quando a substância encontra-se no estado gasoso em temperatura “e” pressão ambiente.

O gás de cozinha, em temperatura e pressão ambiente sai do estado líquido , que estava no botijão, e se torna gasoso.

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QUAL A DIFERENÇA ENTRE GÁS E VAPOR?

Gás e vapor não são a mesma coisa!

Normalmente consideramos vapor quando a substância encontra-se no estado gasoso em temperatura “ou” pressão ambiente.

Por exemplo, para a água voltar a ser líquida é necessário diminuir sua temperatura ou aumentar sua pressão.

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TEMPERATURA CONSTANTE

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A temperatura de um gás representa a medida do grau de agitação das moléculas. Desta forma, a energia cinética média de translação das moléculas de um gás é calculada através da medida da sua temperatura.

É uma transformação do tipo:

Todos os pontos desta linha têm a mesma temperatura, podemos chama-la de isoterma

P ∙ V = constante

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Lei de Boyle-Mariotte

VOLUME CONSTANTE

Como existe uma grande distância entre os átomos e moléculas que compõem um gás, a força de interação entre suas partículas é muito fraca.

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É uma transformação do tipo:

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constante

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Lei de Gay-Lussac

PRESSÃO CONSTANTE

As partículas que compõem um gás exercem força sobre as paredes de um recipiente. A medida dessa força por unidade de área representa a pressão do gás.

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É uma transformação do tipo:

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constante

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Lei de Charles

Você pode associar as palavras referente às transformações acima sem precisar decorar!

É só lembrar que fisicamente medimos um gás considerando sua PRESSÃO, VOLUME E TEMPERATURA e em todos os casos o prefixo ISO sempre significa IGUAL!

• TÉRMICO lembra TEMPERATURA;
• MÉTRICO lembra VOLUME e
• BÁRICO você associa a quem sobrou, a PRESSÃO.

Um recipiente de 16 L contém um gás ideal a uma pressão de 30 atm. Calcule a pressão final, em atm, sabendo que o volume do recipiente passa para 8 L e que a temperatura absoluta final é a metade da temperatura absoluta inicial.

ATIVIDADE

Dados:

V₁ = 16 L

P₁ = 30 atm

P₂ = ?

V₂ = 8 L

T₂ = T₁ / 2

ATIVIDADE

Os pneus de um carro devem ser calibrados frios. Caso sejam calibrados após rodarem por mais de 2km, ao esfriarem eles podem se esvaziar. Assinale a alternativa que justifica esse cuidado que o motorista deve ter com seu automóvel.

D69 - Aplicar a equação de estado de um gás ideal.

a) Em uma transformação gasosa, pressão, volume e temperatura são variáveis independentes.

b) Em uma transformação gasosa com pressão constante, um aumento de volume provoca uma diminuição de pressão.

c) Em uma transformação gasosa com volume constante, um aumento de temperatura provoca um aumento de pressão.

d) Em uma transformação gasosa com temperatura constante, um aumento de temperatura provoca uma diminuição de volume.

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Como fazer caber bastante oxigênio nesse cilindro de mergulho?

Como o volume do cilindro não se altera, é só aumentar a pressão que caberá mais ar para ser respirado pelo mergulhador.

Já reparou que ao sacudir levemente um botijão de gás ele parece estar com água dentro? O correto é que seja gás em alta pressão que se liquefez. Se for água, você está sendo lesado.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Butijão.JPG

https://pixabay.com/pt/photos/scuba-diver-mergulho-maldivas-mar-261577/

VAMOS PENSAR EM EXEMPLOS PRÁTICOS ONDE PODEMOS IDENTIFICAR CONSEQUÊNCIAS DO ESTUDO DOS GASES?

ATIVIDADE - MÃO NA MASSA

O que acha de analisar na prática a dilatação de líquidos e gases?

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Materiais:

• 2 garrafas de vidro vazias;
• 2 bexigas;
• 2 recipientes que caibam a garrafa dentro, preferencialmente iguais, um para água fria e outro para água quente.

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Parte I

ATIVIDADE - MÃO NA MASSA

Execução:

• Prenda as bexigas na boca das garrafas;
• Pegue o mesmo volume de água a mesma temperatura para os dois recipientes, depois aqueça a água de um deles;
• Coloque uma das garrafas na água quente e outra na água fria.

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Agora responda: Qual o fenômeno observado em ambas as garrafas? Observou alguma diferença nos líquidos de cada recipiente?

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Parte II

O QUE VIMOS HOJE?

• Gás e vapor são coisas diferentes, enquanto o gás se encontra em estado gasoso em temperatura e pressão constantes. No vapor há equilíbrio com seu líquido e sólido correspondente,
• Transformações gasosas Isotérmica, Isométrica e Isobárica.

Professor, caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse:

https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5

GODOY, L. P. Agnolo, R. M. MELO, W. C. Multiversos : Ciências da Natureza : MOVIMENTOS E EQUILÍBRIO NA NATUREZA Ensino Médio. 1ª ed. São Paulo: FTD, 2020.

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PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 2. São Paulo: Ed do Brasil, 2016.

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BONJORNO e vários autores. Física: Termologia . Óptica . Ondulatória 2º ano. Vol 2. 3ª ed. São Paulo: FTD, 2016.

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BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: Termologia. Óptica. Ondulatória, 2º ano. Vol 2. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.

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MARTINI, Glorinha. SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 2. 3ª Edição. São Paulo: Moderna, 2016.

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FUKE, L.F. YAMAMOTO, K. Física Para o Ensino Médio 2 - Termologia, Óptica, Ondulatória. 4ª ed. São Paulo: Saraiva, 2016.

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REFERÊNCIAS