Físico-Química

Gás Perfeito ou Gás Ideal

O gás perfeito é o gás criado de maneira teórica para facilitar o estudo dos fluídos visto que os gases também são fluídos.

O gás perfeito ou também chamado de gás ideal pode ser definido como o gás teórico onde suas partículas são consideradas pontuais, ou seja, não se movimentam, além disso, elas não trocam energia e nem momento (não interagem entre si). É importante perceber que o gás ideal, é apenas um modelo criado para facilitar o estudo da mecânica dos fluidos.

Como toda teoria física, o gás ideal também respeita algumas leis observadas e equacionadas de maneira compacta, mas antes é importante conhecer as grandezas físicas necessárias para o estudo dos gases. Tais grandezas são:

1 – Volume;
2 – Pressão;
3 – Temperatura.

As leis dos gases ideais são:

1 – Lei de Boyle:

A lei de Boyle basicamente descreve o comportamento de um gás ideal apenas quando sua temperatura é mantida constante (muitas vezes quando a temperatura se mantém constante a transformação é chamada de isotérmica).

Para entender o processo dessa lei imagine um gás contido em um recipiente fechado.

Agora imagine que você pressione a tampa desse recipiente.

Você então perceberá que quanto mais você aumenta a pressão no gás, o seu volume também diminuirá. Logo perceberá que as grandezas volume e pressão são diretamente proporcionais.

Então a lei de Boyle diz matematicamente que:

pV = k

Onde k é uma constante que depende da massa, temperatura e da natureza desse gás.

O gráfico da transformação isotérmica obtida é então:

2 – Lei de Gay Lussac:

A lei de Gay Lussac basicamente descreve o comportamento de um gás ideal apenas quando sua pressão é mantida constante (muitas vezes quando a pressão se mantém constante a transformação é chamada de isobárica).

Para entender o processo dessa lei imagine novamente um gás contido em um recipiente fechado.

Agora imagine que você esquente o recipiente.

Você então perceberá que quanto mais você o esquenta, a tampa do recipiente irá subir logo a pressão no gás irá diminuir então seu volume irá aumentar. Logo se percebe que as grandezas volume e temperatura são diretamente proporcionais.

Então a lei de Gay Lussac diz matematicamente que:

v = k . T

O gráfico da transformação isobárica obtida é então:

3 – Lei de Charles:

A lei de Charles basicamente descreve o comportamento de um gás ideal apenas quando seu volume é mantido constante (muitas vezes quando o volume se mantém constante a transformação é chamada de isocórica ou isovolumétrica).

Para entender o processo dessa lei imagine novamente um gás contido em um recipiente fechado.

Observe que agora você deve manter a tampa do recipiente travada, pois o volume do gás deve sempre permanecer constante.

Agora imagine que você esquente o recipiente. Você então perceberá que o gás tenderá a aumentar seu volume e como resultado perceberá que a pressão do gás nas paredes do recipiente irá aumentar consequentemente você percebe que a temperatura do sistema irá também aumentar. Como conclusão as grandezas temperatura e pressão são diretamente proporcionais.

Então a lei de Charles diz matematicamente que:

p = k . T

O gráfico da transformação isovolumétrica obtida é então:

Conhecida essas três leis o cientista chamado Clapeyron conseguiu sintetizar todas elas em apenas uma equação. A denominada equação de Clapeyron que diz:

pV = nRT

Onde: n = numero de moléculas presente no gás
R = constante universal dos gases perfeitos
V = volume do gás
P = pressão do gás

Observação:

Com as três leis e a equação de Clapeyron, pode-se chegar na equação geral dos gases perfeitos:

Essa equação quer dizer que os relações dos estados 1,2,3 serão sempre iguais.

Por: Luiz Gulherme Rezende Rodrigues

FONTE:

http://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_ideal
http://pt.wikipedia.org/wiki/Transforma%C3%A7%C3%A3o_isoc%C3%B3rica

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