Explicando a transformação isotérmica (lei de Boyle) Quando reduzimos o volume de um gás, sem alterar a temperatura, a energia cinética média das moléculas não muda, porém as moléculas ficam mais próximas umas das outras. Como a densidade é a relação entre massa e volume, em um volume menor, teremos a mesma massa (o mesmo número de moléculas), o que explica o aumento da densidade do gás. Esse aumento da concentração de moléculas do gás tem como consequência um maior número de choques das moléculas contra as paredes do recipiente. Mais choques por unidade de tempo significam aumento da pressão exercida pelo gás contra a superfície do recipiente que o contém.
Explicando a transformação isovolumétrica Quando a temperatura de um gás sobe, de acordo com a teoria cinética dos gases, há aumento da energia cinética média de suas moléculas. Porém, a energia cinética de um corpo depende da massa (que, no caso das moléculas de uma substância, não muda) e da velocidade. Veja a expressão matemática da energia cinética: 1 m ? v2 2 Assim, o aumento da temperatura do gás faz aumentar a velocidade (v) de suas moléculas. Consequentemente, haverá maior número de colisões dessas unidades contra as paredes do recipiente, ou seja, haverá aumento de pressão. Observe as ilustrações: ILUSTRAÇÕES: PAULA RADI/ARQUIVO DA EDITORA
DIVULGAÇÃO PNLD
Ec 5
Quando elevamos a temperatura de um gás sem alterar seu volume, a energia cinética das moléculas do gás aumenta, aumentando o número de colisões contra a parede do recipiente, o que explica a elevação de pressão.
V1
V1
V2
V2
V2
V1 T1 > T2 P 1 > P2 T1
T2
Explicando a transformação isobárica
Quando aumentamos a temperatura de um gás sem aumentar a pressão, deve haver o mesmo número médio de colisões das moléculas de gás por unidade de área das paredes do recipiente, o que explica o aumento do volume de gás.
Ilustrações produzidas para este conteúdo. Cores fantasia, sem escala.
êmbolo livre AMJ STUDIO/ARQUIVO DA EDITORA
Se aquecermos um gás, de acordo com a teoria cinética dos gases, a velocidade de suas moléculas aumentará. Mas, se não houver aumento do volume desse gás, elas manterão a mesma distância média entre si e, consequentemente, haverá aumento da pressão. Para que a pressão se mantenha constante, deve haver o mesmo número médio de colisões por unidade de área, o que só será possível se o volume do gás aumentar. No exemplo representado na figura ao êmbolo livre lado, como o êmbolo está livre, a pressão do gás durante o aquecimento fica constantemente igual à pressão atmosférica do local.
P 1 = P2 T2 > T1 V1, T1
V1 < V2
V2, T2
Capítulo 12 Gases: importância e propriedades gerais
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MATRIZ NOVA
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