definição de Transformações gasosas

As transformações gasosas consistem em submeter uma massa fixa de um gás a diferentes condições enquanto uma grandeza é mantida constante. Os tipos são:

  • Transformação isobárica: mudança com pressão constante;
  • Transformação isotérmica: mudança com temperatura constante;
  • Transformação isocóricaisométrica ou isovolumétrica: mudança com volume constante.

As grandezas físicas associadas aos gases (pressão, temperatura e volume) são denominadas variáveis de estado e uma transformação sofrida por um gás corresponde a variação de pelo menos duas destas grandezas.

O estudo dos gases foi difundido entre os séculos XVII e XIX por meio de cientistas que desenvolveram as leis dos gases. As leis foram obtidas através da manipulação das grandezas associadas e utilizando um modelo teórico chamado de gás perfeito, criado para estudar o comportamento de substâncias no estado gasoso.

Transformação isobárica

Na transformação isobárica a pressão da massa fixa de um gás é mantida constante, enquanto temperatura e volume variam.

A pressão é uma grandeza que relaciona a aplicação de uma força em determinada área, matematicamente expressa por:

reto p espaço igual a espaço reto F sobre reto A

Portanto, no estudo dos gases, a pressão de um gás corresponde à força exercida através dos choques das moléculas nas paredes internas do recipiente.

A transformação isobárica foi estudada, de forma independente, pelos cientistas Jacques Charles (1746-1823) e Louis Joseph Gay-Lussac (1778-1850). A partir de suas observações, foi formulada a Lei de Charles Gay-Lussac:

“Quando a pressão de uma massa fixa de gás é constante, seu volume é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta.”

Por exemplo, mantendo a pressão de uma massa de gás constante, ao aumentar ou diminuir a temperatura da amostra, seu volume irá variar na mesma proporção.

Gráfico da transformação isobárica

A seguir, observe o gráfico da transformação isobárica.

O diagrama volume (V) x temperatura (K) para a Lei de Charles Gay-Lussac forma uma reta oblíqua.

Transformação isotérmica

Na transformação isotérmica a temperatura da massa fixa de um gás é mantida constante, enquanto pressão e volume variam.

A temperatura é a grandeza que mede o grau de agitação das moléculas, ou seja, sua energia cinética.

Este tipo de transformação foi estudado por Robert Boyle (1627-1691), que formulou a lei:

 

“Quando a temperatura de um gás é constante, a pressão do gás é inversamente proporcional ao seu volume.”

Por exemplo, se reduzirmos o volume ocupado por um gás em um recipiente, a pressão exercida por suas moléculas dobrará.

Gráfico da transformação isotérmica

A seguir, observe o gráfico da transformação isotérmica.

Observe que o diagrama pressão (p) x volume (V) para a Lei de Boyle forma uma hipérbole. Este gráfico recebe o nome de isoterma.

Transformação isovolumétrica

Na transformação isovolumétrica, isocórica ou isométrica, o volume de um gás é mantido constante, enquanto pressão e temperatura variam.

O volume de um gás corresponde ao volume do recipiente que ele ocupa, pois as moléculas preenchem todo o espaço disponível.

A transformação com o volume constante foi estudada por Jacques Charles (1746-1823), que postulou o que veio a ser conhecido como Lei de Charles:

“Quando o volume de um gás é mantido constante, sua pressão varia na mesma proporção que a temperatura da amostra.”

Por exemplo, ao dobrar a temperatura de determinado volume de gás, a pressão que o gás exerce nas paredes do recipiente também dobra.

Gráfico da transformação isovolumétrica

A seguir, observe o gráfico da transformação isovolumétrica.

O diagrama pressão (P) x temperatura (V) de uma transformação com volume constante é uma reta oblíqua.

Fórmulas:

As fórmulas para calcular as transformações gasosas são:

Transformação isobárica:

Onde:

V = volume do gás

T = temperatura do gás (em K)

 

Transformação isotérmica:

Onde:

P = pressão do gás

V = volume do gás

Transformação isovolumétrica:

Onde:

P = pressão do gás

T = temperatura do gás (em K)

Lembre-se: quando estudamos transformações gasosas a temperatura deve estar sempre em Kelvin (K), nunca em Célsius (ºC)

Exemplos:

1 – Certa massa de gás encontra-se com pressão de 2atm e volume de 20 litros, qual será seu volume se mantivermos sua temperatura constante e aumentarmos a pressão para 5atm?

Resolução:

É uma transformação isotérmica então:

 

2- Certa massa de um gás encontra-se a uma pressão de 900N/M² com uma temperatura de 300K, Se mantivermos constante seu volume e aumentarmos sua temperatura para 400K qual será a pressão desse gás?

 

Essa é uma transformação isovolumétrica, nesse caso:

 

3 – Uma certa massa de gás encontra-se com volume de 0,5m³ à uma temperatura de 200K, se mantivermos a pressão constante e aumentarmos o volume para 1,375m³ , sua temperatura final será de?

Essa é uma transformação isobárica, portanto:

Transformações gasosas isovolumétricas

INSTRUÇÕES DE PREENCHIMENTO:

1 – Primeiro marque qual a unidade que você quer descobrir e depois clique no botão “Gerar campos”

2 – Depois preencha TODOS os campos e clique em calcular.

3 – Lembre-se que TODOS os valores devem ser positivos.

4 – Em relação as unidades, lembre-se apenas que a unidade das duas pressões será a mesma (Se a primeira foi em atm a segunda também será em atm) e as temperaturas SEMPRE devem estar em Kelvin, nunca em Célsius.

Fórmula:

Onde:

T1 = Temperatura inicial

P1 = Pressão inicial

T2 = Temperatura final

P2 = Pressão final

Primeiro selecione a unidade que você quer descobrir




Agora preencha os campos e clique em calcular

Transformações gasosas isobáricas

INSTRUÇÕES DE PREENCHIMENTO:

1 – Primeiro marque qual a unidade que você quer descobrir e depois clique no botão “Gerar campos”

2 – Depois preencha TODOS os campos e clique em calcular.

3 – Lembre-se que TODOS os valores devem ser positivos.

4 – Em relação as unidades, lembre-se apenas que a unidade dos dois volumes será a mesma (Se o primeiro foi em m³ o segundo também será em m³) e as temperaturas SEMPRE devem estar em Kelvin, nunca em Célsius.

Fórmula:

Onde:

T1 = Temperatura inicial

V1 = Volume inicial

T2 = Temperatura final

V2 = Volume final

Primeiro selecione a unidade que você quer descobrir




Agora preencha os campos e clique em calcular