9: Gases
- Page ID
- 198431
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
Neste capítulo, examinamos as relações entre temperatura, pressão, quantidade e volume do gás. Estudaremos um modelo teórico simples e o usaremos para analisar o comportamento experimental dos gases. Os resultados dessas análises nos mostrarão as limitações da teoria e como melhorá-la.
- 9.2: Pressão do gás
- Os gases exercem pressão, que é força por unidade de área. A pressão de um gás pode ser expressa na unidade SI de pascal ou quilopascal, bem como em muitas outras unidades, incluindo torr, atmosfera e bar. A pressão atmosférica é medida usando um barômetro; outras pressões de gás podem ser medidas usando um dos vários tipos de manômetros.
- 9.3: Relacionando pressão, volume, quantidade e temperatura - a lei do gás ideal
- O comportamento dos gases pode ser descrito por várias leis baseadas em observações experimentais de suas propriedades, incluindo a lei de Amontons, a lei de Charles, a lei de Boyle e a lei de Avogadro. Essas leis podem ser extraídas diretamente da lei do gás ideal.
- 9.4: Estequiometria de substâncias gasosas, misturas e reações
- A lei do gás ideal pode ser usada para derivar uma série de equações convenientes que relacionam quantidades diretamente medidas com propriedades de interesse para substâncias e misturas gasosas. O rearranjo apropriado da equação ideal do gás pode ser feito para permitir o cálculo das densidades e massas molares do gás. A lei de Dalton das pressões parciais pode ser usada para relacionar as pressões de gás medidas para misturas gasosas com suas composições.
- 9.5: Efusão e difusão de gases
- Átomos e moléculas gasosas se movem livre e aleatoriamente pelo espaço. A difusão é o processo pelo qual átomos e moléculas gasosas são transferidos de regiões de concentração relativamente alta para regiões de concentração relativamente baixa. A efusão é um processo similar com espécies gasosas passando de um recipiente para vácuo através de pequenos orifícios. As taxas de efusão de gases são inversamente proporcionais às raízes quadradas de suas densidades ou às raízes quadradas das massas de seus átomos/moléculas.
- 9.6: A Teoria Cinético-Molecular
- A teoria molecular cinética é um modelo simples, mas muito eficaz, que explica efetivamente o comportamento ideal do gás. A teoria pressupõe que os gases consistem em moléculas amplamente separadas de volume insignificante que estão em constante movimento, colidindo elasticamente umas com as outras e as paredes de seu recipiente com velocidades médias determinadas por suas temperaturas absolutas. As moléculas individuais de um gás exibem uma faixa de velocidades.
- 9.7: Comportamento não ideal do gás
- As moléculas de gás possuem um volume finito e experimentam forças de atração umas pelas outras. Consequentemente, o comportamento do gás não é necessariamente bem descrito pela lei do gás ideal. Sob condições de baixa pressão e alta temperatura, esses fatores são insignificantes, a equação ideal do gás é uma descrição precisa do comportamento do gás e diz-se que o gás apresenta um comportamento ideal. A equação de van der Waals é uma versão modificada da lei do gás ideal que pode ser usada para explicar o comportamento não ideal.
- 9.11: Exercícios
- Estes são exercícios de lição de casa para acompanhar o mapa de texto criado para “Química” pela OpenStax. Bancos de perguntas complementares de Química Geral podem ser encontrados em outros mapas de texto e podem ser acessados aqui. Além dessas perguntas publicamente disponíveis, o acesso ao banco de problemas privado para uso em exames e trabalhos de casa está disponível para o corpo docente apenas individualmente; entre em contato com Delmar Larsen para obter uma conta com permissão de acesso.
- Template:ContribOpenStax
- Thumbnail: As long as black-body radiation (not shown) doesn't escape a system, atoms in thermal agitation undergo essentially elastic collisions. On average, two atoms rebound from each other with the same kinetic energy as before a collision. Five atoms are colored red so their paths of motion are easier to see. (Public Domain; Greg L via Wikipedia)