Os gases: são substâncias formadas por moléculas dotadas de movimento de agitação. Suas moléculas não encontram-se tão próximas umas das outras outras como no estado líquido e sólido, porque a força de coesão nesse estado é bem menor.
O movimento de agitação das moléculas de um gás: nunca cessa,é sempre em linha reta; colidem umas com as outras; colidem contra as paredes do recipiente em que se encontram. esses "choques" entre as moléculas e as paredes do recipiente, ocasiona o que chamamos de Pressão atmosférica. A pressão atmosférica é medida através de aparelhos chamados manômetros.
O estado de um gás é definido pelas condições de pressão (P), volume (V) e temperatura (T) em que certa massa gasosa se encontra. P,V e T são chamadas de variáveis de estado.
Unidades de Medida:
- De volume: ml ; l ; cm3 ; m3.
- De temperatura: utiliza-se para gases a temperatura K
K = °C + 273
- De pressão: atm; mmHg; torr
1 mmHg = 1torr
Transformações gasosas:
Isotérmicas - a temperatura permanece a mesma, variando a pressão e volume;
Isobárica - a pressão se mantem a mesma, variando volume e temperatura;
Isocórica/ isométrica/ isovolumétrica - o volume não se altera, variando a pressão e a temperatura.
Lei de Boyle
" O volume (V) , de uma amostra de ar, mantida a uma temperatura constante, varia com o inverso da pressão (P)".
Transforações isotérmicas
Fórmula :
P.V = k (constante),
então para calcularmos a pressão: P = K , se K = P.V
V
teremos P = P.V , onde P1. V1 = P2 . V2
teremos P = P.V , onde P1. V1 = P2 . V2
V
ou então para calcularmos o volume: V = K , se K = P.V
P
teremos V = P.V , onde P1. V1 = P2 . V2
P
"Data de 1600 o início da história da Medicina Hiperbárica, com referências de profissionais que variavam a pressão atmosférica buscando a cura de doenças. Henshaw, um clérigo britânico, usando uma Câmara selada, testou o princípio de que enfermidades agudas responderiam a pressões elevadas e crônicas se beneficiariam com a redução da pressão.
Em 1670 - Robert Boyle concluiu que tecidos submetidos à descompressão rápida podiam emitir bolhas de gases previamente dissolvidos. Assim, a lei de Boyle declara que sob temperatura constante, o volume e pressão de um gás são inversamente proporcionais, ou seja, durante o mergulho, o gás inerte inspirado em uma pressão elevada dissolve-se e acumula-se nos tecidos do corpo. Conforme retorna à superfície, o gás pode formar bolhas que podem interferir com o processo fisiológico normal, ou seja, a corrente sanguínea se romper por bolhas, obstruindo pequenos vasos, dando origem a dores quando as bolhas expandem-se dentro das articulações, dando origem à doença descompressiva do mergulhador. Muitos anos se passaram antes que a descoberta de Boyle fosse colocada em prática em humanos".
Lei de Charles e gay-Lussac:
A relação entre o volume e a temperatura foi a princípio observada pelo Químico Jacques A. C. Charles por volta de 1787 e quantificada em 1802 pelo físico e químico Joseph Gay-Lussac.
Transforações isobáricas
Fórmula :
V = k ou V1 = V2
T T1 T2
Transforações isovolumétricas
Fórmula :
P = K ou P1 = P2
T T1 T2
Equação Geral dos Gases
Transformações simultâneas:
P.V = K P1. V1 = P2 . V2
T T1 T2
Exercícios:
1.
De acordo com a
Lei de Robert Boyle (1660), parta proporcionar um aumento numa determinada
amostra gasosa, numa transformação
isotérmica, é necessário:
(a) aumentar o seu volume; (b) diminuir sua massa; (c)diminuir o seu volume
2.
Uma certa massa
de gás de oxigênio (O2) ocupa um volume de 5ml, a uma pressão de
2atm. Qual deverá ser o novo volume dessa massa gasosa se ela sofrer uma
transformação isotérmica até que a pressão passe a valer 760mmHg?
3. Vinte litros do
gás de hidrogênio (H2) foram medidos a 27°C e 700mmHg. Qual será o novo volume do gás a 87°C e 600mmHg de pressão?
4. Um balão
meteorológico apresenta volume de 2,0l a 27°C.
Qual será seu volume em um local em que a temperatura é de -33°C, na mesma pressão?
5. 30 ml de gás
metano (CH4), a 25°C, são aquecidos a 35°C, à pressão constante.
Calcule o novo volume do gás:
6. Uma estudante
está interessada em verificar as propriedades do hidrogênio gasoso (H2)
a baixas temperaturas. Ela utilizou inicialmente, um volume de 2,98l de H2,
à temperatura ambiente 25°C e a 1atm
de pressão, e resfriou o gás à pressão constante, a uma temperatura de -200°C. Que volume de H2 a
estudante encontrou ao final do experimento?
7. Um pneu de
bicicleta é calibrado a uma pressão de 4atm em um dia frio, à temperatura de 7°C . Supondo que o volume e a
quantidade de gás injetada são os mesmos, qual será pressão de calibração nos
dias em que a temperatura atinge 37°C ?
8. Certa massa
gasosa ocupa um volume de 5,0 l sob pressão de 2atm. Qual o volume da mesma
gasosa na mesma temperatura, sob pressão de 190mmHg ?
9. Uma massa fixa de
gás mantida à temperatura constante ocupa um volume de 20,0cm3 sob
pressão de 1atm. Qual a pressão necessária para que o seu volume se reduza a
5,0cm3?
10. Em hospitais, o gás oxigênio(O2) é usado em
algumas terapias do sistema respiratório. Nesses casos, ele é armazenado em
cilindros com volume de 60l, a uma pressão de 150atm. Considerando a
temperatura constante:
a. Que volume ocuparia o oxigênio
contido em 1 cilindro, a uma pressão de 760mmHg?
b. Se o oxigênio for administrado a um
paciente à velocidade de 8,0 l por minuto, num recinto onde a pressão é de
1atm, quanto tempo será necessário para esvaziar o cilindro?
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