GRANDEZAS DOS GASES

Estudo dos gases

No século XVIII, Torricelli mediu pela primeira vez a pressão atmosférica e deu uma explicação adequada à natureza desse fenômeno. Assim, teve início o estudo dos gases. O estudo dos gases é o estudo das relações entre as grandezas macroscópicas dos gases, tais como a pressão, a temperatura e o volume de um gás.

Na fase gasosa as forças de atração entre as partículas são quase inexistentes, isso permite uma grande liberdade de movimentação das partículas do gás no espaço.

As Ciências chamadas Exatas (a Física, a Química, a Astronomia, etc.) baseiam-se na "medição", sendo esta sua característica fundamental.

Em outras Ciências, ao contrário, o principal é a descrição e a classificação. Assim, a Zoologia descreve e classifica os animais, estabelecendo categorias de separação entre os seres vivos
existentes.

Todos temos uma certa noção do que é medir e o que é uma medida.

O dono de uma quitanda não pode realizar seus negócios se não mede; com uma balança mede a quantidade de farinha ou de feijão pedida. Um lojista, com o metro, mede a quantidade de fazenda que lhe solicitaram. Em uma fábrica mede-se com o relógio o tempo que os operários trabalham.

Há diferentes coisas que podem ser medidas; o dono da quitanda mede "pesos", o lojista "comprimentos", a fábrica "tempos". Também podem ser medidos volumes, áreas, temperaturas, etc.

Tudo aquilo que pode ser medido chama-se "grandeza", assim, o peso, o comprimento, o tempo, o volume, a área, a temperatura, são "grandezas". Ao contrário, visto que não podem ser medidas, não são grandezas a Verdade ou a Alegria.

Medir é comprar uma quantidade de uma grandeza qualquer com outra quantidade da mesma grandeza que se escolhe como "unidade".

Careceria de sentido tentar medir uma quantidade de uma grandeza com uma unidade de outra grandeza. Ninguém, mesmo que esteja louco, pretenderá medir a extensão de um terreno em quilogramas, ou o comprimento de uma rua em litros.

A Física não trabalha com números abstratos. O fundamental é medir e o resultado da medição é um número e o nome da unidade que se empregou. Assim, pois, cada quantidade fica expressa por uma parte numérica e outra literal. Exemplos: 10 km; 30 km/h; 8h.

Opera-se com as unidades como se fossem números; assim:

Medidas de Grandezas Fundamentais

Para o estudo dos gases, utilizamos um modelo de gás ideal, isto, para simplificarmos o sistema estudado e utilizarmos leis bem conhecidas, como por exemplo, as leis de Newton. O modelo de gás ideal ou perfeito abrange as hipóteses listadas abaixo.

a) O gás é constituído de partículas chamadas moléculas.
b) as moléculas executam movimentos desordenados e obedecem às leis de Newton para o movimento.
c) O número total de moléculas é bem grande
d) O volume das moléculas é uma fração desprezível do volume ocupado pelo gás.
e) sobre as moléculas não agem forças consideráveis, exceto durante as colisões.
f) As colisões são elásticas e de duração desprezível.

O Tainan fez mais uma ilustração para o Efeito Joule, agora com o tema que estamos estudando aqui. No blog do Ilustrador você pode conferir a ilustração em alta resolução.

Bem, no estudo dos gases perfeitos (ou ideais), o estado de certa massa gasosa fica perfeitamente caracterizado, estudando as suas chamadas variáveis de estado, que são: o volume (V), a temperatura (T) e a pressão (P).

Volume: O volume de um gás é o volume ocupado por ele, já que os gases não têm volume nem forma próprios.

Pressão: Dos choques das moléculas contra as paredes dos recipientes ocupados pelo gás, surge a pressão. Lembrando que a pressão é uma grandeza escalar, definida como sendo a razão entre a força e a área da superfície onde a força é aplicada.

P = F / A

Temperatura: No estudo dos gases perfeitos utilizamos a temperatura sempre na escala Kelvin. É importante lembrar que a temperatura é o estado de agitação das partículas do gás.