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Assim, como nªo tem significado físico uma pressªo ou volume negativos, a temperatura absoluta de um gÆs tambØm nªo pode ser menor do que zero. Foi preciso, entªo, encontrar uma escala à qual se atribuísse a temperatura mais baixa possível, o ponto zero.

Os gases, por se dilatarem mais do que os líquidos e sólidos, se mostraram uma boa substância termomØtrica para ser usada num "medidor" de temperatura absoluta. AlØm disso, a uma alta temperatura e baixa pressªo todos os gases se comportam da mesma maneira, e o seu coeficiente de dilataçªo nestas condiçıes Ø sempre o mesmo. Chamamos este tipo de substância de gÆs ideal.

VocŒ pode verificar a expansªo e contraçªo do ar com a próxima atividade, buscando entender, a construçªo de um termômetro a gÆs.

O diagrama ao lado mostra que o volume do gÆs serÆ zero quando a temperatura for -2730C.

Um volume reduzido a zero significa que as molØculas se movimentariam o mínimo possível, nestas condiçıes a energia das molØculas seria mínima, praticamente só a energia de configuraçªo dos Ætomos e molØculas do gÆs. Da mesma maneira nªo hÆ colisıes das molØculas com as paredes do recipiente, o que Ø interpretado como uma pressªo mínima possível.

Essa temperatura -2730C foi chamada de zero absoluto por Wilian Tompson, que recebeu o título de Lord Kelvin em 1848.

Na prÆtica, o ponto zero absoluto nªo pode ser atingido. A menor temperatura medida em laboratório foi de fraçªo de grau acima do zero absoluto.

Foi chamada de escala Kelvin ou escala absoluta a escala termômØtrica que atribuiu ao zero absoluto o ponto zero; a temperatura de fusªo da Ægua o ponto 273K e a temperatura de ebuliçªo da Ægua o ponto de 373K.

Assim, tal como na escala Celsius, entre o ponto de fusªo e o de ebuliçªo da Ægua temos uma diferença de 1000C, na escala Kelvin tambØm temos uma diferença de 100K.É ESSA ESCALA DE TEMPERATURA ABSOLUTA QUE USAREMOS PARA ESTUDAR OS GASES.

Um termômetro a gÆs a pressªo constante.

Se colocÆssemos gÆs num tubo longo de vidro de 1mm2 de secçªo (Ærea) confinado por uma gota de mercœrio perceberíamos a gota de mercœrio subir ou descer, quando o tubo fosse aquecido ou resfriado. A variaçªo do volume do gÆs em funçªo da temperatura obedece uma regra muito simples.

Mergulhando o tubo numa vasilha de Ægua em ebuliçªo, ou seja, a temperatura de 1000C o comprimento da coluna de gÆs seria de 373 m. Se a Ægua fosse resfriada a 500C a altura de coluna passaria a 323 m.Veja que houve uma diminuiçªo no comprimento da coluna de 50 m.

Colocando o tubo em Ægua com gelo a 00C o comprimento da coluna de gÆs seria de 273 m. Neste caso, o comprimento da coluna teria diminuido mais 50 m.

Nestas situaçıes, a pressªo do gÆs seria constante (pressªo atmosfØrica) e o volume do gÆs seria proporcional ª variaçªo de sua temperatura. Com esse termômetro, poderíamos descobrir a temperatura do gÆs, medindo-se o seu volume. O volume Ø a propriedade termomØtrica desse termômetro.

Reduzindo mais a temperatura, sem que o gÆs se condensasse, o que se conseguiria em laboratórios especializados, o seu volume seria de 73 mm3 à -2000C.

Um gÆs considerado perfeito ou ideal tem sempre seu volume diminuído de 1/273 para cada reduçªo de temperatura de 1 grau centígrado. Esse comportamento caracteriza os gases perfeitos.

Transformaçıes tØrmicas

Ambiental: Controle de poluiçªo do ar.

Controle de filtros que, dependendo do material e da temperatura em que se encontram (baixas temperaturas), absorvem gases poluentes.

VeterinÆria: Banco de Semen.

Os bancos de Semen conservam à temperatura de 77K o semen de animais reprodutores utilizados em inseminaçıes artificiais e enviados para locais distantes, congelados atravØs de embalagens onde circula o nitrogŒnio líquido.

Medicina: Bisturi criogŒnico.

Nesse bisturi utiliza-se a circulaçªo de nitrogŒnio líquido e controla-se a temperatura desejada a partir de um aquecedor. O uso desse instrumento permite que só a parte a ser removida do tecido seja submetida a baixas temperaturas preservando-se os tecidos sadios. As cicatrizaçıes das incisıes feitas com esse bisturi sªo mais rÆpidas e com menores riscos de infecçªo.

Tecnologia: Quebra de castanhas do

ParÆ.

As cascas das castanhas quando submetidas a baixas temperaturas sªo quebradas facilmente sem que o fruto sofra alteraçıes.

Tecnologia: NitrogŒnio líquido.

O nitrogŒnio líquido Ø fabricado a partir da liquefaçªo do ar o que se consegue atingindo a temperatura de 77K. É empregado na medicina, veterinÆria e na tecnologia.

Criogenia Ø o estudo da produçªo de baixas temperaturas, inferiores a 273,15 K (00C).

Em 1911 foi observado pela primeira vez que alguns metais como o mercœrio tornavam-se supercondutores, isto Ø, conduziam eletricidade sem oferecer resistŒncia quando congelados perto do zero absoluto. Como essas baixas temperaturas só podem ser obtidas com generosa aplicaçªo do hØlio líquido, muito caro, as pesquisas continuaram buscando a supercondutividade a temperaturas mais elevadas.

A partir de 1985 foram descobertos novos materiais: o óxido de cobre a 35 K, óxidos cerâmicos baseados em terras raras como o ítrio, por exemplo, a 98K, tornavamse supercondutores a temperaturas em que o nitrogŒnio, bem mais barato, jÆ podia substituir o hØlio.

Cerâmicas supercondutoras de cobre, ítrio e bÆrio que funcionam bem a -1480C, com estrôncio e cÆlcio chegam a funcionar a temperaturas de -1030 C. Pesquisadores de todo o mundo se empenham na busca de materiais supercondutores de alta temperatura para fabricaçªo de chips de computadores, fibras ópticas, etc..,

O trem bala

Eletroímªs supercondutores feitos com fios de liga de nióbio, a temperaturas de aproximadamente 20K, sªo colocados logitudinalmente na parte inferior do trem, enquanto os trilhos sªo dotados de chapas de alumínio na mesma direçªo dos eletroímªs.

Quando o trem se move a direçªo das linhas do campo magnØtico dos eletroímàs perpendicular as superfícies das chapas, induz correntes elØtricas que, por sua vez, interagem com as dos eletroímas. Isto provoca uma repulsªo que ergue o trem a uns 10 cm do chªo fazendoo deslizar sobre um colchªo magnØtico, o que permite velocidades da ordem 500 Km/h. O trem só se apoia sobre rodas quando estÆ em baixas velocidades ou parado.

Criogenia: A indœstria do "muito frio".

Tecnologia: Aproveitamento de pneus descartados.

Pneus velhos e plÆsticos, após o congelamento com nitrogŒnio líquido, sªo pulverizados e misturados com asfalto para pavimentaçªo. Essa mistura nas proporçıes adequadas torna a superfície mais aderente do que o asfalto comum. AlØm disso utiliza material que por nªo ser biodegradÆvel se constitui num problema para a reciclagem do lixo.

Tecnologia: Tratamento de metais.

Com o tratamento do aço atravØs do nitrogŒnio líquido num processo elaborado sem choques tØrmicos obtØmse um aço mais duro e resistente ao desgate.

Ambiental: Simulaçªo de ambientes espaciais.

Retirando as molØculas do ar pelo processo de absorçªo a baixas temperaturas, conseguem-se pressıes muito baixas que simulam ambientes extra terrenos.

KryosgennÆo O mais frio dos frios.

Gasosas.

Em termômetros a gÆs, bombas de encher pneus, balıes, aparelhos respiratórios para submersªo, etc. ocorrem transformaçıes gasosas.

Sempre que um gÆs Ø resfriado ou aquecido os valores de sua pressªo e volume se alteram. HÆ uma regra para essas alteraçıes?

A compressªo ou a descompressªo de um gÆs tambØm provocam variaçıes no seu volume e na sua temperatura absoluta?

ExperiŒncias realizadas com gases, mantŒm constante uma das grandezas: temperatura, pressªo ou volume , avaliando como variam as outras duas e estabelecendo leis para as transformaçıes gasosas.

Um gÆs pode ter sua temperatura mantida constante e sofrer uma transformaçªo onde a pressªo e o volume variam. Esse estudo foi realizado por Boyle (Veja no quadro ao lado a sua experiŒncia.)

Se a pressªo do gÆs aumentar o seu volume diminui de tal modo que vale a relaçªo:

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