O gás ideal é um modelo teórico que descreve um tipo de gás onde as partículas ou moléculas estão em constante movimento e colidem umas com as outras de forma perfeitamente elástica, sem a influência de forças de atração ou repulsão entre elas.

ATIVIDADE 3 – QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA – 53/2023

O gás ideal é um modelo teórico que descreve um tipo de gás onde as partículas ou moléculas estão em constante movimento e colidem umas com as outras de forma perfeitamente elástica, sem a influência de forças de atração ou repulsão entre elas. Nesse modelo, a energia interna do gás é determinada pela soma das energias cinéticas individuais de suas partículas. Além disso, o gás ideal é caracterizado por três propriedades principais: pressão, volume e temperatura, que são consideradas suas variáveis de estado.

Elaborado pelo professor, 2023.

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Suponha que estamos lidando com um gás ideal contido em um cilindro equipado com um pistão móvel. O gás sofre diferentes tipos de transformações termodinâmicas enquanto interage com o ambiente. Vamos considerar que o gás passa por uma série de transformações sob diferentes condições de pressão e volume. Para todos os exercícios, utilize a lei geral dos gases PV=nRT para realizar os cálculos e lembre-se de indicar as unidades corretamente.
 

Exercício 1 – Transformação Isotérmica:
Durante uma transformação isotérmica de um gás ideal, onde a temperatura T é mantida constante, a pressão inicial do gás é de aproximadamente 1250 Pa, e sua pressão final é de aproximadamente 630 Pa. Supondo que a quantidade de gás seja 1 mol, a constante dos gases ideais R seja 0,082 atm.L/mol.K, e a temperatura T seja 300 K, calcule os volumes inicial e final (Vi e Vf) nos quais o gás se encontra durante essa transformação isotérmica. 
​Lembre-se que 1 atm=101325 Pa

Exercício 2 – Transformação Isobárica:
Para as condições iniciais de 1 mol e 300 K, a pressão de 1 atm, determine o volume inicial do gás. Em seguida, o gás sofre uma transformação isobárica; calcule o volume final aquecido a partir da temperatura inicial de 300 K até atingir um novo equilíbrio térmico a 400 K.

​Exercício 3 – Transformação Isométrica:
Em uma pressão de 3 atm, o gás é mantido em um volume de 24,6 litros. Ele é comprimido de forma que sua temperatura diminui de 400 K para 350 K. Calcule a pressão final do gás após essa compressão isométrica.