Gás ideal e Isoprocessos

Termodinâmica

A termodinâmica é a parte da física que estuda os processos decorrentes da conversão de calor em outras formas de energia

Gás ideal

Gás ideal é um gás cujo as partículas estão bem distintas uma das outras.

Características de um gás ideal

* Realiza um movimento desordenado catódico

* O diâmetro das suas partículas é desprezível comparação com a distância das partículas

* Os choques entre as partículas e as paredes são perfeitamente elásticos.

* Não existe forca de atracão entre as partículas é desprezível a força de gravidade

Parâmetros de estado de um gás ideal

Parâmetros de estado de um gás ideal são Pressão, temperatura, volume.

Equação de um gás ideal

P•V=n•R•T

Onde

P – pressão

V – Volume

T – Temperatura

n – Numero de moles

R – Constante de gases ( R= 8,3 J/mol•K)

Exercício de aplicação

l. A Que pressão é sujeita um gás em que a 200K, três moles deste ocupam um volume de 2 m³

Dados

T=200 K

V=2 m³

n=3 moles

R=8,3 J/K mol

P =?

P•V=n•R•T

R; o gás esta sujeita a uma pressão de 2490 Pa

2. A Que temperatura é sugeita de um gas se 1 mol deste ocupam um volume de 20 litros e uma de pressão de 1,5 atmosferas

Dados

P=1,5atm

V=20l

n=1mol

R=0,08

T=?

P•V=n•R•T

R; o gás esta sujeita a uma temperatura de 375 K

Isoprocessos

De acordo com a equação do gás ideal podemos achar a relação entre os paramentos em dois momentos diferentes.

P•V=n•R•T

Note R é uma constante e o numero de moles (n) durante um processo não altera então podemos dizer que;

Exercícios de aplicação

1.Um gás a ocupa 2 litros quando a uma temperatura de 150 K e uma pressão de 8 Pa qual será o volume que o gás vai ocupa quando foi sujeira a uma pressão de 3 Pa e uma temperatura de 75 K?

Dados

P1=8 Pa

V1=2 l

T1=150 K

P2=3 Pa

T2=75 L

V2=?

R; O gás ocupara um volume de aproximadamente 2,67 l

Processo Isotérmico (lei de Charles)

Processo isotérmico é aquele que a temperatura permanece constante.

Como a temperatura é constante (T1=T2) então para o processo isotérmico temos;

Gráficos do processo isotérmico

Processo Isobárico (lei de Boyle – Mariotte)

Processo isotérmico é aquele que a pressão permanece constante.

Como a pressão é constante (P1=P2) então para o processo isobárico temos;

Gráficos do processo isobárico

Processo isovolumétrico (lei de Gay-Lussac)

Processo isovolumétrico é aquele em que o volume permanece constante

Como o volume é constante (V1=V2) então para o processo isobárico temos;

Gráficos do processo isovolumétrico

Exercício de aplicação

1. Um gás sobre uma transformação a pressão constante. Se a temperatura de 100 K o volume ocupado inicialmente pelo gás era de 10 litros, Determine o novo volume do gás, á temperatura de 200 K?

Resolução

Dados

T1=100 K

V1=5l

T2=200 K

V2=?

Como a pressão é constante temos um processo isobárico

2.Uma massa gasoso ocupa um volume V1 e exerce uma pressão P1, é comprimida a uma temperatura constante de modo que a pressão reduza 8 vezes. Qual é a novo volume, dessa mesma massa?

Resolução

Dados

T= constante