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Constantes de um Gás

Understand the properties and transformations of gases, including constants like molar mass and variables like pressure, volume, and temperature. Learn about gas work, energy, and internal dynamics for perfect gases. Explore the first law of thermodynamics.

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Constantes de um Gás

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Presentation Transcript

  1. Constantes de um Gás • Massa do Gás (m): é a quantidade de matéria que a amostra de gás possui; • Massa Molar (M): é a quantidade de matéria de um mol (6.1023moléculas) do gás. • Número de mols (n):

  2. Variáveis de um Gás Temperatura (T): é a medida da agitação das moléculas que constituem o gás e deve ser medida em kelvin. Volume (V): é o espaço ocupado pelo gás, ou seja, é o volume do recipiente que o contém.

  3. Variáveis de um Gás Pressão (p): é a pressão exercida pelo gás sobre as paredes do recipiente que o contém.

  4. Estado A Pressão: pA Volume: VA Temperatura: TA Estado B Pressão: pB Volume: VB Temperatura: TB Lei Geral dos Gases

  5. Principais transformações Isobárica (Pressão constante) • Volume diretamente proporcional a temperatura

  6. Principais transformações Isotérmica (temperatura constante) • Pressão inversamente proporcional ao volume

  7. Principais transformações Isométrica (volume constante) • Pressão diretamente proporcional a temperatura

  8. Equação de Clapeyron p  pressão do gás V  volume do gás n  número de mols R  constante universal dos gases T  temperatura absoluta

  9. [p] = Pa (pascal) [V] = m3 (metro cúbico) [n] = mol [T] = K (kelvin) R = 8,31 J/mol.K Unidades de Medida

  10. [p] = atm (atmosfera) [V] = L (litro) [n] = mol [T] = K (kelvin) R = 0,082 atm.L/mol.K Outras Unidades de Medida

  11. Trabalho de um gás Expansão Compressão (+) (-)

  12. Trabalho de um gás (-) (+)

  13. Pressão de um Gás A pressão de um gás contido num recipiente deve-se às colisões que as moléculas efetuam contra as paredes do recipiente.

  14. Transformação Isobárica(Pressão Constante) d F

  15. Transformação Isométrica(Volume Constante)

  16. Transformação Qualquer Expansão do Gás Compressão do Gás pressão pressão B B A A volume volume

  17. Transformação Cíclica É uma transformação no qual o gás retorna para a situação inicial.

  18. Transformação Cíclica

  19. Transformação Cíclica

  20. Sinal do Trabalho no Ciclo Ciclo Horário → τ + Ciclo Anti-Horário → τ -

  21. Energia Interna de um Gás Definição É toda energia que ele tem armazenado dentro de si. Tipos de Energia Energia cinética de translação das partículas; Energia cinética de rotação das partículas; Energia potencial de ligação entre as partículas.

  22. Energia Interna de um Gás Perfeito Para gases perfeitos e monoatômicos a energia interna se resume na energia cinética de translação das moléculas, sendo dada pela expressão:

  23. U  Energia interna do gás n  número de mols R  constante universal dos gases T  temperatura absoluta

  24. Energia Interna de um Gás Perfeito Para gases perfeitos e diatômicos a energia interna se resume na energia cinética de translação das moléculas, sendo dada pela expressão:

  25. U  Energia interna do gás n  número de mols R  constante universal dos gases T  temperatura absoluta

  26. Unidades de Medida [U] = J (joule) [n] = mol [T] = K (kelvin) R = 8,31 J/mol.K

  27. Conclusões A energia interna de um dado número de mols de um gás perfeito depende: Exclusivamente da temperatura. (Lei de Joule) É diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás, portanto:

  28. U de um gás monoatômico Obs: só haverá variação na energia interna de um gás, se ele sofrer uma variação de temperatura, ou seja: T aumenta  U aumenta (U > 0); T diminui  U diminui (U < 0); T constante  U constante (U = 0).

  29. U de um gás diatômico Obs: só haverá variação na energia interna de um gás, se ele sofrer uma variação de temperatura, ou seja: T aumenta  U aumenta (U > 0); T diminui  U diminui (U < 0); T constante  U constante (U = 0).

  30. Conclusões Transformação Isotérmica T constante  U = 0 Expansão Isobárica V aumenta  T aumenta  U > 0 Compressão Isobárica V diminui  T diminui  U < 0

  31. Aquecimento Processo Térmico Fornecimento de calor Processo Mecânico Trabalho Resistente (-) Resfriamento Processo Térmico Retirada de calor Processo Mecânico Trabalho Motor (+) Aquecimento x Resfriamento

  32. Como Aquecer um Gás

  33. Como Resfriar um Gás

  34. 1ª Lei da Termodinâmica U = Q -  Onde: Q  Quantidade de Calor   Trabalho U  Variação da energia interna

  35. U = Q -  U > 0 T aumenta U< 0 T diminui U= 0 T constante Q > 0 recebe calor Q < 0 perde calor Q = 0 adiabática • > 0 expansão Perde EM • < 0 compressão Ganha EM • = 0 Isométrica

  36. Principais Transformações • Isotérmica ( T  constante) • U = 0  Q =  • Isométrica ( V  constante) •  = 0  Q = U • Isobárica ( p  constante) •  = p. V  Q - p.  V = U • Cíclica • U = 0  Q =  • Adiabática ( Não troca calor) • Q = 0   = - U

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