 Show
"Toda matéria é composta de moléculas (átomos), que se encontram em constante movimento térmico caótico". A Teoria Cinética dos Gases relaciona as propriedades macroscópicas dos gases (pressão, volume, temperatura) com as propriedades microscópicas (velocidade e energia mecânica das moléculas que compõem os gás). O modelo microscópico da matériaO modelo atualmente aceito assume que:Modelo microscópico do gás perfeitoNeste modelo as forças de interação entre as moléculas são consideradas desprezíveis a não ser durante as colisões, isto é, só consideramos as forças de contato. Considera-se também que a distância média entre átomos e moléculas é muitas vezes superior à dimensão das próprias moléculas. Os gases monoatômico são bem descritos por este modelo, pois é possível considerar que as suas moléculas têm massa mas não volume.
Temperatura: Gás Ideal confinado em um recipiente. O modelo científico aceito para um gás é ilustrado na figura. Considera-se que as moléculas que compõem os gás estão sempre em movimento e em direções aleatórias. Considera-se também que as moléculas são tão pequenas que não ocupam praticamente nenhum volume, mas aqui elas foram representas grandes por uma questão de visualização.Definições para o estudo dos gases são: Modelo molecular da pressão de um gás ideal.No nosso modelo, a pressão exercida por um gás numa dada superfície é devido as colisões das moléculas do gás contra esta superfície. Como seria impossível tratar separadamente cada molécula do gás, neste caso é importante trabalhar com médias, tais como: Energia cinética média de uma molécula$$E_{cm} = \frac{1}{2} M \left\langle v^{2} \right\rangle,$$ onde \(M\) é a massa de uma molécula e \(\left\langle v^{2} \right\rangle\) é a velocidade média quadrática;Velocidade média quadrática \((V_{mq})\) é$$v_{mq}=\sqrt{\frac{v_{1}^{2}+v_{2}^{2}+\cdots+v_{n}^{2}}{N}}$$ , onde \(v_{1}^{2}+v_{2}^{2}+\cdots+v_{n}^{2}\) é a soma das velocidades de todas as moléculas do sistema.A pressão devido a \(n\) moléculas de um gás ideal, contidas num volume \(V\) , é dada por: $$P = \left ( \frac{2}{3} \frac{N}{V} \right ) . \frac{1}{2} M \left\langle v^{2} \right\rangle.$$ Note que esta pressão é diretamente proporcional ao número de molécula e a energia cinética delas, pois quanto mais energéticas e mais colisões ocorrerem com as paredes, maior será a pressão. E esta pressão é inversamente proporcional ao volume, pois quanto maior o volume, mais espaço as moléculas terão e menos colisões ocorrerão com as paredes.Interpretação molecular da temperatura.A temperatura é uma medida da energia cinética molecular média. As moléculas mais pesadas se movem com velocidade menor que as mais leves, isto é, quanto mais leve mais rápida, para a mesma temperatura. A temperatura absoluta de um gás ideal está relacionada com a energia cinética média de translação por molécula através da expressão: $$T = \frac{2}{3} \frac{E_{cm}}{k_B},$$ onde \(k_B\) é a constante de Boltzmann. Isto significa que gases diferentes à mesma temperatura têm igual energia cinética média por molécula. Energia cinética média por moléculaA energia cinética média por molécula é independente da natureza do gás e é dada pela fórmula: $$E_{cm} = \frac{3}{2} k_B T,$$ onde \(T\) é a temperatura do gás e \(k_B\) é a constante de Boltzmann. Numa dada temperatura \(T\) , todas as moléculas do gás, não importa a sua massa, têm a mesma energia cinética translacional média, isto é, \(\frac{3}{2} K_B T\) . Quando nós medimos a temperatura de um gás, nós estamos medindo a energia cinética translacional média de suas moléculas.Lei de Joule dos gases ideais"A energia interna de uma dada quantidade de gás ideal é função exclusiva de sua temperatura". Nas transformações gasosas, a variação de energia interna \((\Delta U)\) é sempre acompanhada de variação de temperatura \((\Delta T)\) . A energia total \(U\) de \(N\) moléculas (ou de \(n\) mol) de um gás monoatômico é da por: $$U = \frac{3}{2} N k_B T = \frac{3}{2} n R T.$$ Já a variação da energia interna de \(n\) mols de qualquer gás ideal, que sofra uma variação de temperatura \(\Delta T\) , para qualquer processo, é: $$\Delta U = n~C_V~\Delta T,$$ onde \(C_v\) é a capacidade calorífica molar a volume constante. e o seu valor depende do tipo de molécula: Também pode ser definida a capacidade térmica a pressão constante \(C_p\) , que no caso de um gás ideal está relacionada com a capacidade térmica a volume contante por: $$C_P - C_V = R.$$ Interpretação cinética-molecular de algumas grandezas.
ESTUDE FÍSICA A QUALQUER HORA EM QUALQUER LUGARQuestões Interativas Conteúdo Diferenciado Maior Indíce de aprovação
O que é a energia cinética de um gás?De acordo com a teoria cinética dos gases, a velocidade em que as partículas de um gás ideal deslocam-se é diretamente proporcional ao módulo de sua temperatura absoluta, medida em kelvin, ou seja, quanto maior a temperatura de um gás ideal, maior será a energia cinética média de suas partículas.
Qual é a energia cinética das moléculas?Esta equação fornece uma interpretação microscópica da temperatura absoluta: a energia cinética média de translação das moléculas é 3/2 kT e, por isso, é também chamada de energia de agitação térmica.
Qual é a relação existente entre a energia cinética dos átomos ou moléculas de um gás é a sua temperatura?Resposta certa: c) A energia cinética é proporcional a temperatura, conforme prediz a lei da energia cinética.
Estão de acordo com a teoria cinética dos gases?Segundo a teoria cinética dos gases, as partículas constituintes de um gás estão muito afastadas umas das outras e possuem um alto grau de liberdade. Por essa razão, as partículas movimentam-se de maneira contínua e desordenada, chocando-se entre elas e com as paredes do recipiente.
|
Está relacionada com a energia cinética das moléculas no caso de um gás?
Postagens relacionadas
direito autoral © 2024 ptcumeuCOM Inc.
