Gás ideal ou gás perfeito é um modelo teórico em que um grande número de partículas diminutas movem-se aleatoriamente com diferentes velocidades, podendo sofrer apenas colisões perfeitamente elásticas entre si. O conceito de gás ideal é útil para o estudo dos gases, uma vez que grande parte dos gases reais comporta-se como gases ideais quando submetidos a regimes de baixas pressões e altas temperaturas. Além disso, contribui para o entendimento das transformações gasosas, da lei geral dos gases, da equação de Clapeyron, bem como das leis da Termodinâmica. Veja também O que é temperatura? Características do gás ideal Todas as partículas que compõem um gás ideal são adimensionais, ou seja, têm tamanho desprezível. Além disso, não apresentam nenhum tipo de atração ou repulsão entre si, pois a única interação entre elas são choques perfeitamente elásticos colisões em que não há perdas de energia cinética. Como consequência, diferentemente dos gases reais, não é possível que um gás ideal se condense, como ocorre com o vapor de água, que pode se liquefazer ao entrar em contato com uma superfície de temperatura mais baixa que a sua. Apesar de serem gases reais, todos os gases acima têm comportamento muito próximo dos gases ideais. De acordo com a teoria cinética dos gases, a velocidade em que as partículas de um gás ideal deslocam-se é diretamente proporcional ao módulo de sua temperatura absoluta, medida em kelvin, ou seja, quanto maior a temperatura de um gás ideal, maior será a energia cinética média de suas partículas. KB – constante de Boltzmann 1, J/K T – temperatura absoluta K Dado um certo volume de um gás perfeito, todo e qualquer gás que seja ideal será constituído exatamente pelo mesmo número de partículas. A massa total desse gás, entretanto, depende da massa molar g/mol da substância que o compõe. Dito isso, sabemos que 1 mol de partículas de um gás ideal qualquer ou seja, cerca de 6, partículas sempre ocupa o mesmo volume, que é de aproximadamente 22,4 l quando submetido à pressão de 1 atm. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ; Lei geral dos gases ideais A lei geral dos gases foi desenvolvida com base nos estudos das transformações gasosas feitos por pesquisadores como Jacques Charles, Joseph Louis Gay-Lussac e Robert Boyle. A lei geral dos gases permite descrever o estado termodinâmico de um gás ideal por meio de três variáveis – pressão P, volume V e temperatura T. De acordo com essa lei, o produto entre pressão e volume dividido pela temperatura absoluta do gás, em kelvin, é sempre constante para quaisquer que sejam os processos sofridos pelo gás. Os subíndices 1 e 2 referem-se a dois estados termodinâmicos quaisquer. Posteriormente, com os trabalhos de Émile Clapeyron, descobriu-se que a constante obtida pelo produto entre P e V dividida por T era igual ao número de mols do gás multiplicado pela constante universal dos gases ideais R, resultando na seguinte expressão n – número de mols mol R – constante universal dos gases ideais 8,31 J/ ou 0,082 Veja também Zero absoluto – o que poderia acontecer se chegássemos a essa temperatura teórica? Exercícios resolvidos sobre gases ideais Questão 1 - Uerj Em um reator nuclear, a energia liberada na fissão de 1 g de urânio é utilizada para evaporar a quantidade de 3, kg de água a 227 ºC e sob 30 atm, necessária para movimentar uma turbina geradora de energia elétrica. Admita que o vapor d’água apresenta comportamento de gás ideal. O volume de vapor d’água, em litros, gerado a partir da fissão de 1 g de urânio corresponde a a 1, b 2, c 3, d 7, Gabarito letra B. Resolução O exercício pede que se calcule o volume de vapor de água que movimenta a turbina de uma usina nuclear. Para tanto, utilizaremos a equação de Clapeyron e algumas das informações disponibilizadas no enunciado. Entretanto, antes de continuarmos com o cálculo, é preciso saber qual é o número de mols n de água. Para isso, devemos nos lembrar de que a massa molar da molécula de água H2O é igual a 18 g/mol ou kg/mol MH = 1 g mol e MO = 16 g/mol. Confira o cálculo Questão 2 - UPF Considerando que o volume de um gás ideal é V1 = 0,5 m³ na temperatura T1 = 0 ºC e pressão P1, podemos afirmar que, na pressão P2 = 0,5P1 e T2 = 10T1, o volume do gás, em m³, será a 1 b 5 c 20 d 10 e 0,1 Gabarito letra D. Resolução A resolução do exercício demanda utilizar a equação geral dos gases, que envolve as grandezas pressão, volume e temperatura. Fazendo o cálculo acima, descobrimos que o volume do gás, após o processo, passa a ser de 10 m³. Questão 3 PUC - RJ Um processo acontece com um gás ideal que está dentro de um balão extremamente flexível em contato com a atmosfera. Se a temperatura do gás dobra ao final do processo, podemos dizer que a a pressão do gás dobra, e seu volume cai pela metade. b a pressão do gás fica constante, e seu volume cai pela metade. c a pressão do gás dobra, e seu volume dobra. d a pressão do gás cai pela metade, e seu volume dobra. e a pressão do gás fica constante, e seu volume dobra. Gabarito letra E. Vamos aplicar a lei geral do gases. Para isso, é preciso lembrar que, enquanto está em contato com a atmosfera, a pressão sobre o balão é constante, dessa maneira Depois de simplificarmos as pressões e as temperaturas dos dois lados da equação, descobrimos que o volume do gás é dobrado, logo a alternativa correta é a letra E.
TranslatePDF. SOAL UJI COBA UJIAN NASIONAL FISIKA TAHUN 2010 UJIAN KE - 1 Rabu, 13 Januari 2010 1. Jika 500 gram air yang bersuhu 200C dicampur dengan 300 gram air yang bersuhu 1000C, maka suhu akhir campuran air tersebut adalah.. a.
A Termodinâmica estuda a troca de matéria e a troca de energia pelo trabalho e pelo calor entre sistemas ou entre um sistema e sua vizinhança. Trabalha com os estados de equilíbrio e com as propriedades macroscópicas que caracterizam os sistemas. No contexto da Termodinâmica, gás ideal é o modelo no qual as propriedades de qualquer estado de equilíbrio de um gás estão relacionadas pela equação de estado de Clapeyron PV = nRT para quaisquer valores de P e T. Nesta definição, P representa a pressão, V, o volume, n o número de mols, R, a Constante Universal dos Gases e T, a temperatura Kelvin do gás. A Constante Universal dos Gases é R = 8,31 J/mol K É usual, nesse contexto, apresentar as leis dos gases ideais que podem ser derivadas da equação de Clapeyron. Lei de Charles Numa transformação a volume constante, a pressão de uma dada amostra de gás ideal varia linearmente com a sua temperatura Kelvin. Matematicamente P = kT k constante A transformação a volume constante é chamada isovolumétrica, isométrica ou isocórica. Lei de Gay-Lussac Numa transformação a pressão constante, o volume de uma dada amostra de gás ideal varia linearmente com a sua temperatura Kelvin. Matematicamente V = kT k constante A transformação a pressão constante é chamada isobárica. Lei de Boyle-Mariotte Numa transformação a temperatura constante, a pressão de uma dada amostra de gás ideal varia com o inverso do seu volume. Matematicamente PV = k k constante A transformação a temperatura constante é chamada isotérmica. Leis da Termodinâmica Divulgue este conteúdo
Jikasuatu gas ideal dimampatkan secara isotermik sampai volumenya menjadi setengahnya, maka . A. tekanannya menjadi dua kalinya B. tekanan tetap dan suhunya menjadi dua kalinya C. tekanan dan suhu menjadi dua kalinya D. tekanan dan suhu tetap E. tekanan menjadi dua kalinya dan suhunya tetap 14. Jika suatu gas ideal di dalam kesetimbanganGás ideal é aquele em que as colisões entre as partículas são perfeitamente elásticas. Entre as partículas dele, não há qualquer tipo de interação, como forças atrativas ou repulsivas, além disso, essas partículas não ocupam espaço. De acordo com a teoria cinética dos gases, o estado termodinâmico de um gás ideal é completamente descrito pelas variáveis de pressão, volume e temperatura. Veja também Calorimetria mapa mental, fórmulas e exercícios resolvidos Tópicos deste artigo1 - Conceito de gás ideal2 - Características dos gases ideais3 - Lei dos gases ideais4 - Energia interna do gás ideal5 - Exercícios resolvidos sobre gases ideaisConceito de gás ideal Os gases ideais são compostos exclusivamente por partículas de dimensões puntuais de tamanho desprezível que se encontram em movimento caótico e em alta velocidade. Nesse tipo de gás, a temperatura e a velocidade de translação das partículas são proporcionais. Uma vez que não há interação entre as partículas de um gás ideal, a energia interna desse gás é sempre igual à soma da energia cinética de todas as partículas que o constituem. O gás ideal é formado por partículas puntiformes que colidem elasticamente entre si. Quaisquer que sejam os gases ideais, eles sempre contarão com o mesmo número de partículas para o mesmo volume. A massa deles, por sua vez, dependerá diretamente da sua massa molar medida em g/mol, além disso, 1 mol de gás ideal cerca de 6, partículas sempre ocupará um volume igual a 22,4 l. Os gases reais, em que há ocorrência de colisões inelásticas entre partículas, aproximam-se muito do comportamento dos gases ideais em regimes de baixas pressões e altas temperaturas. Por coincidência, nas condições normais de pressão e temperatura da Terra 25 ºC e 1 atm, a maior parte dos gases comporta-se como gases ideais, e isso facilita o cálculo de previsões acerca do comportamento termodinâmico deles. Alguns gases, como o vapor d'água, que se encontra diluído no gás atmosférico, não podem ser considerados gases ideais mas sim gases reais. Esses gases apresentam interações significativas entre suas partículas, que podem condensar-se, fazendo com que eles liquefaçam-se, caso haja uma queda de temperatura. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ; Características dos gases ideais Confira, em resumo, algumas características dos gases ideais Neles só ocorrem colisões perfeitamente elásticas entre partículas; Neles não existem interações entre partículas; Neles as partículas têm dimensões desprezíveis; 1 mol de gás ideal ocupa um volume de 22,4 l, independentemente de qual seja o gás; Gases reais comportam-se como gases ideais quando em regimes de baixas pressões e altas temperaturas; Grande parte dos gases comporta-se de forma similar aos gases ideais. Lei dos gases ideais O estudo dos gases desenvolvido pelos estudiosos Charles Boyle, Joseph Louis Gay-Lussac e Robert Boyle levaram ao surgimento de três leis empíricas, usadas para explicar o comportamento dos gases ideais em regimes de temperatura, pressão e volume constantes, respectivamente. Juntas essas leis formaram a base necessária para o surgimento da lei dos gases ideais, que relaciona o estado termodinâmico inicial de um gás, definido pelas grandezas P1, T1 e V1, com o seu estado termodinâmico final P2, V2 e T2, depois de ter sofrido alguma transformação gasosa. Confira a fórmula da lei geral dos gases A lei geral dos gases afirma que o produto da pressão pelo volume do gás, divido pela temperatura termodinâmica, em kelvin, é igual a uma constante. Essa constante, por sua vez, é descrita pela equação de Clapeyron, observe n – número de mols mol R – constante universal dos gases perfeitos 0,082 ou 8,31 J/ Na fórmula, P é a pressão exercida pelo gás, V é o volume ocupado por esse gás, e T é a temperatura, medida em kelvin. A grandeza n refere-se ao número de mols, enquanto R é a constante universal dos gases ideais, que, frequentemente, é medida em unidades de ou em J/ sendo essa última adotada pelo SI. Veja também O que é vento solar e como ele afeta a atmosfera terrestre? Energia interna do gás ideal A energia interna dos gases ideais pode ser calculada por meio do produto entre a constante de Boltzmann e a temperatura termodinâmica, observe KB – constante de Boltzmann KB = 1, J/K Da relação anterior, que nos permite calcular a energia cinética média das partículas de um gás ideal, tiramos a fórmula seguinte, que pode ser usada para calcular qual deve ser a velocidade quadrática média das moléculas de um gás ideal, para uma determinada temperatura T, observe M – massa molar g/mol Essa fórmula permite visualizar que um acréscimo na temperatura de um gás ideal resulta em um aumento na velocidade quadrática média das partículas. Saiba mais Descubra do que é formada a luz e quais são as suas características Exercícios resolvidos sobre gases ideais Questão 1 Dois mols de um gás ideal, e à pressão de 1 atm, encontram-se à temperatura de 227 ºC. Calcule, em litros, o volume ocupado por esse gás. Dados R = 0,082 a 75 l b 82 l c 15 l d 27 l e 25 l Gabarito Letra b Resolução Para calcularmos o volume desse gás, usaremos a equação de Clapeyron, porém, antes de fazermos o cálculo, é necessário transformar a temperatura de 227 ºC em kelvin. Para isso somamos a essa temperatura o fator 273, resultando em uma temperatura de 500 K. De acordo com a resolução, o volume ocupado pelo gás é de 82 litros. Questão 2 Um gás ideal ocupa um volume de 20 l, quando passa a ser submetido a uma pressão de 3 atm, de modo que sua temperatura permanece constante, enquanto o seu volume é triplicado. Calcule a pressão final desse gás depois de ter passado por essa transformação. a 1 atm b 3 atm c 5 atm d 8 atm e 9 atm Gabarito Letra a Resolução Para resolvermos esse exercício, utilizaremos a lei geral dos gases, observe Para fazermos o cálculo, foi necessário atribuir um volume de 60 l ao gás, uma vez que seu volume triplicou durante a transformação. Por Rafael Helerbrock Professor de Física A 1, 2 dan 3 D. 1 dan 3 B. 1, 3 dan 4 E. 1, 2 dan 4 C. 2, 3 dan 4 21. Jawab : E Cukup jelas 22. Di dalam sebuah ruang tertutup terdapat gas bersuhu 27 oC. Jika gas dipanaskan sampai energi kinetiknya menjadi 5 kali mula-mula, maka gas tersebut harus dipindahkan sampai suhu .oC. A. 1350 D. 1080 B. 1500 E. 1200 C. 1227 22. Jawab : C 2 2 . k . 9Pembahasan Soal Teori Kinetik Gas. 1. Tekanan gas ideal di dalam ruang tertutup terhadap dinding tabung dirumuskan : EK = energi kinetik rata-rata molekul (J). Pernyataan yang benar terkait rumusan di atas adalah. A. Tekanan gas terhadap dinding tergantung pada jumlah molekul per satuan volume. B. Energi kinetik gas tidak tergantung pada Playthis game to review undefined. Pada sejumlah gas ideal dengan volume konstan berlaku bahwa . 1) Semua molekul mempunyai kecepatan yang sama pada suhu tertentu. 2) Kecepatan rata-rata molekul akan lebih besar pada suhu yang tinggi daripada suhu rendah. 3) Semua molekul mempunyai energi kinetik sama pada suhu tertentu. >4) Bila suhu gas dinaikan dengan 1oC, maka jumlah 15 1,5 m 3 gas helium yang bersuhu 27 O C dipanaskan secara isobaric sampai 87 O C. Jika tekanan gas helium 2 x 10 5 N/m2, gas helium melakukan usaha luar sebesar . a. 60 KJ d. SORy3j.
gas ideal dimampatkan secara isotermik sampai volume menjadi setengahnya maka
