QUÍMICA 1-9

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Estudo físico dos gases
25Editora Bernoulli
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U
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IC
A
Podemos medir a temperatura de um sistema gasoso com 
o auxílio de escalas termométricas diferentes. Iremos utilizar, 
porém, neste texto, apenas duas escalas: a escala Celsius (ºC) 
e a escala Kelvin (K), esta última adotada pelo SI.
A escala Kelvin não admite valores negativos de 
temperatura, tendo como menor temperatura, teoricamente 
permitida, 0 K (zero absoluto), em que todas as partículas 
deveriam “cessar seus movimentos”.
Sob pressão de 1 atm:
ebulição
da água
temperatura
qualquer
fusão
do gelo
zero absoluto
100 ºC
0 ºC
373 K
273 K
–273 ºC 0 K
t T
Escala em
Celsius
Escala em Kelvin
(ou absoluta)
A diferença entre as duas escalas é de 273 unidades, e a 
relação entre elas é:
TK = TºC + 273
TRANSFORMAÇÕES GASOSAS
São variações de volume, pressão e temperatura sofridas 
por um sistema gasoso.
As transformações mais importantes que possibilitam 
a dedução das três leis fundamentais que regem o 
comportamento físico dos sistemas gasosos são:
Transformações isotérmicas
Lei de Boyle-Mariotte: À temperatura constante, 
o volume ocupado por uma determinada massa gasosa é 
inversamente proporcional à pressão.
V ∝ 1
p
Graficamente, essa lei é representada por uma curva que 
é uma hipérbole equilátera, denominada isoterma.
Pressão Volume
1p 2V
2p V
4p V/2
p
4p
2p
p
V2 2V VV
Transformações isobáricas
Lei de Gay-Lussac: À pressão constante, o volume 
ocupado por uma determinada massa gasosa é diretamente 
proporcional à temperatura (Kelvin).
V ∝ T
Graficamente, essa lei é representada por uma linha reta, 
denominada isóbara.
Volume Temperatura
V/2 1T
V 2T
2V 4T
V
2V
V
2T 4T TT
V2
Transformações isométricas, 
isovolumétricas ou isocóricas
Lei de Charles e Gay-Lussac: A volume constante, 
a pressão exercida por uma determinada massa gasosa é 
diretamente proporcional à temperatura absoluta (Kelvin).
p ∝ T
Graficamente, essa lei é representada por uma linha reta, 
denominada isócora.
Pressão Temperatura
p/2 1T
p 2T
2p 4T
p
2p
p
2T 4T TT
p
2
26 Coleção Estudo
Frente B Módulo 01
TEORIA CINÉTICA DOS GASES
É uma teoria que estuda o comportamento microscópico 
das partículas constituintes de um sistema gasoso a 
partir de um modelo que explicará os fenômenos e as leis 
fundamentais experimentais.
As bases da teoria cinética dos gases são:
• Um gás é constituído de partículas idênticas entre si, 
que podem ser átomos, moléculas ou íons.
• As partículas são dotadas de movimento desordenado 
(em todas as direções com velocidades variadas) e 
obedecem às Leis de Newton.
• O número total de partículas de um gás é grande e 
o volume das mesmas é desprezível em relação ao 
volume ocupado pelo gás, devido à grande distância 
entre as partículas no estado gasoso.
• As colisões das partículas gasosas entre si e com as 
paredes do recipiente que as contém são perfeitamente 
elásticas e de duração desprezível, ou seja, ao se 
chocarem, não há perda de energia, o que confere às 
mesmas um movimento contínuo.
• Cada partícula terá uma velocidade e uma energia 
cinética, embora possuam a mesma massa. Quando 
nos referimos à velocidade e à energia cinética 
das partículas, devemos nos referir à velocidade 
média e à energia cinética média. Segundo a 
teoria cinética dos gases, a energia cinética 
média das partículas é diretamente proporcional à 
temperatura absoluta (Kelvin).
Ec = KT
• As forças de atração ou repulsão que atuam são 
desprezíveis, exceto durante uma colisão. Devido à 
grande distância entre as partículas, tais forças são 
praticamente nulas. Uma consequência disso é que 
o movimento das partículas é retilíneo e uniforme 
entre duas colisões.
GÁS IDEAL OU PERFEITO
Gás ideal ou perfeito é todo e qualquer sistema gasoso 
em que suas partículas constituintes comportam-se como 
está previsto na teoria cinética dos gases e satisfazem as 
três leis das transformações gasosas.
Porém, um gás real aproxima-se do comportamento ideal 
a baixas pressões e altas temperaturas, pois as partículas 
praticamente não interagem.
EQUAÇÃO GERAL DOS GASES
Manipulando algebricamente as leis do estado gasoso, 
obtemos uma expressão que é capaz de representar o 
comportamento de um gás ideal para variações simultâneas 
de pressão, volume e temperatura.
p . V
T
 = constante
Para que uma expressão seja constante, deve haver uma 
igualdade entre os estados inicial e final do sistema.
Logo:
estado inicial = estado final
pi . Vi
Ti Tf
pf . Vf=
considerando uma massa fixa de gás.
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
01. O estudo das propriedades macroscópicas dos gases 
permitiu o desenvolvimento da teoria cinético-molecular, 
que explica, em nível microscópico, o comportamento dos 
gases. A respeito dessa teoria, são feitas as seguintes 
afirmações.
I. O comportamento dos gases está relacionado ao 
movimento uniforme e ordenado de suas moléculas.
II. A temperatura de um gás é uma medida da energia 
cinética de suas moléculas.
III. Os gases ideais não existem, pois são apenas modelos 
teóricos em que o volume das moléculas e suas 
interações são desprezíveis.
IV. A pressão de um gás dentro de um recipiente está 
associada às colisões das moléculas do gás com as 
paredes do recipiente.
Entre elas é(são) CORRETA(S)
A) I e II.
B) apenas I.
C) apenas IV.
D) III e IV.
02. Certa massa gasosa ocupa um volume de 100 litros numa 
dada temperatura e pressão. Qual o volume ocupado por 
essa mesma massa gasosa quando a pressão se reduzir 
de 2/7 da inicial, e a temperatura absoluta se reduzir a 
5/7 da inicial?
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03. (UFU-MG) Em relação aos gases, é INCORRETO 
afirmar que
A) o volume do gás diminui com o aumento da 
temperatura, mantendo-se a pressão constante.
B) exercem pressão sobre as paredes do recipiente onde 
estão contidos.
C) a pressão aumenta com o aumento da temperatura, 
se o gás estiver fechado em um recipiente rígido.
D) difundem-se rapidamente uns nos outros.
04. (CEFET-MG–2007) Um gás ideal passa pelas seguintes 
transformações:
• Aumento do volume isobaricamente;
• Redução do volume ao valor inicial isotermicamente;
• Redução da temperatura ao va lor in ic ia l 
isovolumetricamente.
O gráfico que representa essas transformações é
A) 
p
p0
V0 V V
p
B) 
p
p0
V0 V V
p
C) 
V
V0
T0 T T
V
D) 
V
V0
T0 T T
V
E) 
p
p0
V0 V V
p
05. (EFOA-MG–2006) Recentemente, três brasileiros 
atingiram o cume do Monte Everest. Todos usavam um 
suprimento extra de oxigênio. Se, durante a escalada, um 
deles tivesse enchido um balão flexível com uma certa 
quantidade de O2, a uma temperatura de –48 ºC (225 K), 
a uma pressão de 30 kPa, e o balão atingisse um volume 
de 2,5 L, o volume do mesmo balão, contendo a mesma 
quantidade de oxigênio, próximo ao nível do mar, 
a 100 kPa e a 27 ºC (300 K), seria
A) 2,5 L.
B) 1,0 L.
C) 2,24 L.
D) 11,1 L.
E) 0,42 L.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
01. Os gases possuem um comportamento característico, 
regido por algumas leis bem conhecidas. Com base nessa 
afirmação e nos conhecimentos sobre a teoria cinética 
dos gases, assinale a alternativa CORRETA.
A) Quando comprimimos um gás à temperatura 
constante, a energia cinética média de suas moléculas 
aumenta.
B) O volume e a pressão de uma massa gasosa 
são diretamente proporcionais à temperatura 
constante.
C) À pressão constante, o volume de uma massa 
gasosa é inversamente proporcional à temperatura 
absoluta.
D) Nas transformações isométricas ou isocóricas, 
a temperatura e a pressão variam numa relação 
diretamente proporcional, quando o volume 
permanece constante.
02. (UFOP-MG–2008) Qual das seguintes afirmativas sobre 
gases ideais é INCORRETA?
A) As partículas de gases se atraem, mas não se 
repelem.
B) As partículas de gases se movem mais lentamente a 
temperaturas mais baixas.
C) As partículas de gases se movem rapidamente em 
linhasretas, até que ocorra uma colisão.
D) Quando um gás ideal é comprimido à temperatura 
constante, a pressão do gás aumenta.