Química: prática e reflexão O que acontece com o volume de um gás quando ele é aquecido ou resfriado, a pressão constante? Material necessário
• 1 garrafa de refrigerante PET de 1 L ou 1,5 L com tampa
• 1 fonte de calor (fogão, bico de Bunsen ou lamparina, etc.)
• 1 panela com capacidade para 2 L de água
• 1 balde plástico com capacidade de aproximadamente 10 L
• 1 funil
• cerca de 8 L de água gelada
Cuidado! Use óculos de segurança e avental de mangas compridas. Use luvas refratárias.
Procedimento
1. Aqueça, aproximadamente, 1,5 L de água até que ela se aproxime da ebulição. 2. Usando o funil, despeje a água na garrafa. Em seguida, jogue a água fora e, imediatamente, feche bem a garrafa. Observe por alguns minutos. 3. Coloque água gelada no balde até que fique quase cheio e mergulhe a garrafa tampada nessa água. Observe o que ocorre. Não escreva neste livro.
1. Descrevam o que observaram em ambos os casos. 2. O que teria acontecido com as moléculas do gás quando ele foi resfriado?
Lei de Boyle
estado 1
estado 2
As observações que você fez no experimento com a seringa e o balão de aniversário podem ser representadas no transformação exemplo ao lado. Em uma transformação isotérmica (à temperatura constante), a pressão e o volume de uma amostra gasosa são inversamente proporcionais. Se a pressão do gás no estado 2 novatemperatura: T mente dobrar, o volume cairá pela metade V1 = 5 L 2 ? 105 Pa ? 5 L = 4 ? 105 Pa ? 2,5 L (estado 3): P1 = 2 ? 105 Pa P1 ? V1 = 10 ? 105 L Pa P 3 5 8 ? 105 Pa V3 5 1,25 L Diante de experimentos desse tipo, Robert Boyle concluiu que, à temperatura constante, P e V são inversamente proporcionais. Essa lei, resultado dos trabalhos experimentais de Boyle (1660), é válida para uma amostra gasosa, cuja massa é constante e, portanto, a quantidade de matéria é constante (n); lembre-se: a T (temperatura termodinâmica) também é constante! Assim: n1 5 n 2 V 1 5 V2
P 1 ? V2 5 P 2 ? V2
ILUSTRAÇÕES: AMJ STUDIO/ARQUIVO DA EDITORA
DIVULGAÇÃO PNLD
Analisem suas observações
temperatura: T V2 = 2,5 L P2 = 4 ? 105 Pa P2 ? V2 = 10 ? 105 L Pa
A temperatura constante, o aumento da pressão implica diminuição do volume do gás. Ilustração produzida para este conteúdo. Cores fantasia, sem escala.
transformação isotérmica
O produto P ? V é uma constante que depende da quantidade de gás na amostra (expressa em mol de moléculas) e da temperatura fixada.
Capítulo 12 Gases: importância e propriedades gerais
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MATRIZ NOVA
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