Termodinâmica propriedades dos gases

Termodinâmica propriedades dos gases

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Maria da Conceição Paiva 1

Baseadono livro: Atkins’Physical Chemistry

Eighth Edition Peter Atkins •Julio de Paula

Capítulo1. Propriedadesdos Gases

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•O estadofísicode uma substância

•A equação de estado, a equação que relaciona a pressão, temperatura, volume e quantidade de uma substância, p = f(T,V,n)

•Pressão, p = F/A

•Pressão normal, pº= 105 Pa

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Equilíbrio Mecânico

Maria da Conceição Paiva 5 p = ρg H

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Temperatura: propriedade que indica a direcção do fluxo de energia através de uma parede termicamente condutora

Fronteiras diatérmicas –termicamente condutoras Fronteiras adiabáticas –termicamente isoladoras

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Princípio Zero da Termodinâmica: se A estáem equilíbrio térmico com B, e B estáem equilíbrio térmico com C, então C também estáem equilíbrio térmico com A

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Lei de Boyle: V

Leis de Charles:

Princípio de Avogadro:

nV ∝ P,T constantes

Volumes iguais de gases àmesma pressão e temperatura contêm o mesmo número de moléculas

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Equação dos gases perfeitosPV = n RT

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Num processo industrial aqueceu-se azoto num recipiente até500 K, a volume constante. Se o gás entrar para o recipiente a 100 atm e 300 K, que pressão éque exerceráàtemperatura de trabalho, se se considerar um gás perfeito?

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Misturas de gases

Numa mistura de gases a pressão parcial de um gás A (perfeito ou não), p A , édefinida como:

A=x A p xA =fracção molar da componente A na mistura

A soma das pressões parciais éigual àpressão total:

A+ pB+ pC + …= p

Lei de Dalton:a pressãoexercida por uma mistura de gases é a soma das pressões que cada um exerceria se ocupasse o recipente sózinho

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Problemas:

1.Umamisturagasosaconstituídapor320 mg de CH4 , 175 mg de Are 225 mg de Netem uma pressãoparcialde neon, a 300 K, de 8.87 kPa. Calcule: a) o volume e b) a pressãototal da mistura.

R: a) 3.1 dm 3 b) 28.2 kPa

2.Um reactor com o volume de 2,4 dm 3 contém2 mol de H2e 1 mol de N2 , inicialmentea 273.15

K. Todoo H 2 reagiucom N2 suficiente para formar NH 3 . Calculeas pressõesparciaise a pressão total da misturafinal.

R: p H2

= 0; pN2= 0.3 atm; pNH3= 1.3 atm; pt = 1.6 atm

3. Um indivíduo utiliza 4.00x10 3 m3 de gásnatural durante1 ano, parao aquecimentoda suacasa.

Assumindo que o gás é só co mposto por metano, CH 4 , e quenascondiçõesdo problemaeste gásse podeconsiderarum gásperfeito(1 atme 20 ºC), qualseráa massade gásqueo indivíduo utilizou.

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