O que é estado gasoso:
Um estado gasoso é denominado estado da matéria que consiste no agrupamento de átomos e moléculas com pouca força de atração entre si ou em expansão, o que significa que não podem estar totalmente unidos.
A matéria no estado gasoso é chamada de gás. A palavra gás deriva da voz latina tchau que significa "caos". Foi cunhado pelo químico Jan Baptista van Helmont no século XVII.
O estado gasoso é um dos estados de agregação da matéria, juntamente com os estados líquido, sólido, plasma e Bose-Einstein.
Água em processo de evaporação ou fervura.
Algum exemplos de matéria no estado gasoso são:
- gás oxigênio (O2);
- gás dióxido de carbono (CO2);
- gás natural (usado como combustível);
- gases nobres como o hélio (He); argônio (Ar); neon (Ne); criptônio (Kr); xénon (Xe), rádon (Rn) e oganeson (Og).
- nitrogênio (N2);
- vapor de água.
A água é o único elemento que pode ser encontrado em todos os estados de agregação da matéria naturalmente (sólido, líquido e gasoso).
Características do estado gasoso
Gases diferentes em seus recipientes.
No estado gasoso, a energia de separação entre moléculas e átomos supera a força de atração entre eles, o que dá origem a uma série de características ou propriedades dos gases.
- Os gases contêm menos partículas do que os líquidos e sólidos.
- As partículas são amplamente separadas umas das outras, então sua interação é pequena.
- As partículas estão em movimento constante e desordenado.
- Os gases não têm forma ou volume definidos.
- Quando há colisões entre partículas, elas mudam de direção e velocidade de forma caótica, o que aumenta sua distância e o volume do gás.
- A maioria dos gases é intangível, incolor e insípida.
- Os gases podem ocupar todo o volume de que dispõem.
- Os gases podem ser comprimidos na forma de seu recipiente.
Mudanças de estado da matéria gasosa
Mudanças de estado da matéria gasosa. Observe também a separação entre as partículas de acordo com o estado da matéria.
De acordo com as variáveis de temperatura e pressão, processos de transformação da matéria podem ser gerados a partir de um estado de agregação ou de outro. As mudanças da matéria que envolvem o estado gasoso são as seguintes:
Condensação ou liquefação
É a passagem do estado gasoso para o estado líquido. Ocorre quando um gás é submetido a uma queda de temperatura, o que reduz o movimento das partículas e as estimula a se contrair até se tornarem líquidas. Podemos apontar dois exemplos cotidianos com água: 1) quando as nuvens se transformam em precipitação. 2) quando um copo com uma bebida gelada produz gotas de água no exterior por condensação do ar quente da atmosfera.
Evaporação ou fervura
É a transformação do estado líquido para o estado gasoso. Ocorre quando um líquido é submetido a um aumento de temperatura até atingir o ponto de ebulição. Um exemplo pode ser visto quando a água ferve na panela até evaporar.
Sublimação
É a passagem do estado sólido para o estado gasoso sem ter que passar pelo estado líquido. A sublimação ocorre graças a temperaturas tão extremas que não permitem a formação de líquidos. Um exemplo de sublimação é encontrado no gelo seco que é liberado em vapor sem passar pelo estado líquido.
Sublimação reversa ou deposição
É a passagem do estado sólido para o estado gasoso sem ter que passar pelo estado líquido. Um exemplo de sublimação reversa é o acúmulo de gelo no solo.
Fatores que afetam os gases
Quando o ar (gás) dentro do balão é aquecido, ele aumenta de volume e, portanto, sobe.
O comportamento dos gases é afetado pelas seguintes variáveis:
- Volume (V): é o espaço que a matéria gasosa ocupa, que é medido em litros (L). O gás terá um volume maior ou menor dependendo da separação entre as partículas e o espaço disponível para se expandir.
- Pressão (P): é a força aplicada por área. A pressão origina-se do peso do ar, portanto, quanto mais alto um gás sobe, menos pressão ele sofre devido a menos ar. No caso dos gases, a pressão é medida em atmosferas (atm).
- Temperatura (T): é a medida da energia cinética produzida entre as partículas de gás, que é medida em unidades de kelvin (K). Se um corpo frio se aproxima de um quente, o corpo frio aumenta sua temperatura.
Esses fatores, por sua vez, estão relacionados a outros elementos inerentes aos gases, tais como:
- Quantidade: é a quantidade de massa da matéria gasosa e é medida em moles (n).
- Densidade: refere-se à relação entre volume e peso.
- Estados da matéria.
- Condensação
- Evaporação
Leis dos gases ou leis do estado gasoso
As leis dos gases são chamadas de modelos interpretativos que descrevem a relação entre as diferentes variáveis que afetam o comportamento dos gases (temperatura, pressão, quantidade e volume). Existem quatro leis dos gases, cada uma focada em diferentes aspectos dos gases. São conhecidos como:
- Lei de Boyle: trata da relação entre pressão e volume.
- Charles Law: estabelece a relação entre temperatura e volume.
- Lei Gay-Lussac: estudar a relação entre pressão e temperatura.
- Lei de Avogadro: Discuta a relação entre o volume e o número de moles.
A combinação dessas quatro leis dá origem à lei dos gases ideais.
Lei do gás ideal
Gases ideais são aqueles cujas partículas não têm atração nem repulsão, ou seja, não existem forças intermoleculares de atração. Os gases ideais são assim chamados porque são, na verdade, uma suposição teórica.
A lei do gás ideal é representada pela seguinte fórmula:
PV = nRT = NkT
Onde:
- P: pressão
- V: volume
- n: número de moles
- R: constante de gás universal (8,3145 J / mol k)
- N: Nº de moléculas
- k: constante de Boltzmann (8,617385 x 10-5eV / k)
- T: temperatura
A lei do gás ideal relaciona pressão, volume, temperatura e massa de um gás ao mesmo tempo sob condições padrão.
