Vídeo Aula #171: Variáveis de um Gás - Pressão, Volume e Temperatura

Pressão Atmosférica Ao nível do Mar

A pressão atmosférica exerce influência sobre a temperatura ambiente?
Primeiro entenda como essa força atua sobre nós:
Tudo que existe ao nosso redor, inclusive nós mesmos, sofremos a ação da força gravitacional da Terra. A camada mais externa (mais alta) de ar que envolve a Terra comprime a mais baixa exercendo influências sobre ela. Nessa região passam a existir mais moléculas por unidade de volume, dizemos então que a pressão nas regiões mais baixas, ao nível do mar, é maior. Ela corresponde a 1 atm (uma atmosfera).
Resumindo: a camada densa (800 Km) que envolve a Terra exerce pressão sobre os corpos: a pressão atmosférica.
Voltando a pergunta inicial surge uma dúvida: se ao nível do mar a pressão é de 1 atm, a temperatura nestes locais será constante? Não. Em alguns locais ao nível do mar, a temperatura ambiente é quente e em outros, é fria.
Temperatura alta ao nível do mar
Nas praias de regiões litorâneas o clima quente é predominante.
Temperatura baixa ao nível do mar
Na região dos polos o clima sempre está frio, apesar de também estar ao nível do mar.
Mas por que então se diz que uma substância em condições ambientes (estado padrão) está a 1 atm e 25 °C?
A pressão atmosférica ao nível do mar é sempre igual a 1 atm, mas a temperatura, como vimos, varia de região para região. O valor 25°C foi baseado na temperatura amena (nem quente nem fria).

Fonte:http://www.mundoeducacao.com/quimica/pressao-atmosferica-ao-nivel-mar.htm

Como Fazer Gelo Rapidamente

 

Colocam-se dois recipientes iguais (de preferência transparentes) com a mesma quantidade de água no congelador. Um com água fria outro com água quente (40 ou 50ºC). O recipiente que contém água quente congela primeiro!

O Efeito Mpemba!

Numa escola na Tanzânia em 1969, um aluno de nome Erasto Mpemba e um colega, devido a um trabalho escolar, estavam a fazer gelado. Como estavam com pressa Mpemba colocou a sua mistura no congelador sem a deixar arrefecer e o seu colega nem sequer a chegou a aquecer a dele. Ao contrário do que seria de esperar o gelado de Mpemba solidificou em primeiro lugar.

O facto despertou a curiosidade do rapaz que o comunicou aos seus professores, que a principio estavam relutantes em aceitar a ideia. No entanto o fenómeno foi confirmado e publicado. A partir daí passou a ser conhecido como Efeito Mpemba! Este efeito explica porque é que nos países e regiões frios os canos de água quente congelam primeiro que os de água fria!

Explicação do Fenômeno:

Quando confrontados com esta questão pela primeira vez somos impelidos a achar que se trata de um disparate. Se a temperatura da água num recipiente A é superior à temperatura da água noutro recipiente B então a água em A vai atingir o ponto de congelação mais tarde que a água em B, demorando mais tempo a ficar sólida… Quando confrontada com a realidade esta explicação mostra-se, como se pode observar experimentalmente, demasiado simples. Verifica-se, pois, que o abaixamento da temperatura de um líquido não é um processo assim tão linear pelo que há que ter em conta outros factores que, apesar de tudo, não deixam de ter um quê de especulativos:

Boa condução e bom contato
Convecção e superfície isolante
Evaporação
Má Condução
Gases dissolvidos
Boa condução e bom contacto
Existe a teoria de que uma camada fina de gelo na superfície de um recipiente pode atrasar o processo de arrefecimento.

Se a água quente for colocada no congelador num recipiente pequeno que seja um bom condutor térmico, o calor da água ao ser conduzido através do recipiente pode derreter todo gelo que aderir à sua superfície. Isto inclui a camada de gelo que se encontra na superfície inferior (base) do recipiente . Quando se dá a recongelação deste gelo, vai-se formar uma boa conexão entre a base do recipiente e a superfície onde a mesma está apoiada, permitindo uma melhor condução do calor do recipiente para o seu exterior do que no caso do recipiente que contém água fria e que, por isso, continua com uma camada de gelo na sua base. Em consequência disso, o calor é extraído do recipiente mais quente mais rapidamente, fazendo com que a sua temperatura baixe de forma mais rápida do que no que contém água fria.

Convecção e superfície isolante

Quando se congela água fria, é natural que surja em primeiro lugar uma camada de gelo na superfície do liquido. Essa camada vai prejudicar as trocas energéticas com exterior funcionado como uma superfície isolante, o que vai retardar o processo de congelação. No caso de a água estar morna, verifica-se que essa camada de gelo não se forma, pelo que não há lugar a esse efeito isolante. Isto acontece porque a água da superfície ao arrefecer vai-se deslocar para o fundo do recipiente criando uma corrente de convecção, corrente essa que vai promover a homogeneidade da temperatura da água no interior do recipiente.

Evaporação

Pensa-se que a evaporação é um factor que permite que a água morna congele mais rapidamente do que a água fria. A água morna ou quente evapora mais facilmente do que a água fria. Assim a evaporação não só reduz, ligeiramente, a quantidade de água quente a congelar como provoca um abaixamento na temperatura da mesma devido à perda de calor.

Má Condução

Se o recipiente for de um material que seja um mau condutor térmico, como a madeira, a refrigeração da água será na sua maior parte devida evaporação em vez da condução. Este poderia ser um factor importante na explicação de como a água quente congela mais rapidamente do que a água fria. Vimos que a água quente tem vantagem neste particular… Mpemba usou covetes de madeira quando fazia o seu gelado e observou o fenómeno.

Gases dissolvidos

Um outro factor tem a ver com o facto de a água possuir gases dissolvidos, tais como o oxigénio e o dióxido de carbono, cujo o efeito é baixar o seu ponto de congelação. Quando a água é aquecida, os gases são expelidos uma vez que a sua solubilidade em água diminui a altas temperaturas. Assim, quando a água quente arrefece, tem menos gás dissolvido do que a água que não foi aquecida, assim há um aumento do seu ponto de congelação. pelo que congela primeiro!

Experimente!:

Para se testar este efeito é necessário manter todos os factores constantes (excepto a temperatura da água). Neste caso para duplicarmos o Efeito Mpemba em casa devemos manter constantes os seguintes parâmetros:

A temperatura do congelador

A quantidade de água colocada no recipiente
O tamanho, forma e material do recipiente
Qualquer tipo de movimento do ar sobre a água.

Fonte:http://www.vocesabia.net/ciencia/como-fazer-gelo-rapidamente-efeito-mpemba/

Estudo dos Gases

Com exceção dos gases nobres, que são formados por átomos isolados a maioria dos gases são compostos moleculares. Fisicamente, os gases possuem grande capacidade de compressão e expansão, não possuindo nem forma nem volume definidos, pois ocupam o volume a forma do recipiente que os contém.

Há uma diferença entre gás e vapor: o vapor é capaz de existir em equilíbrio com a substância em estado líquido e até mesmo sólido; o gás, por sua vez, é um estado fluido impossível de se liquefazer. 

TemperaturaÉ a medida da agitação das partículas.
Nos estudos dos gases utiliza-se a escala Kelvin (K), cuja fórmula de conversão em relação à temperatura em graus Celsius (C) é:

K = C+273 

PressãoÉ a força por unidade de área. No caso dos gases a pressão é resultante do movimento das partículas em choque com as paredes do recipiente que contém o gás. As unidades de medida para a pressão atmosférica medida ao nível do mar são:

Volume ocupado por um gásIgual ao volume do recipiente que o contém. As unidades são:

 

MolQuantidade de uma substância:

CNTP - condições normais de temperatura e pressão (273 K e 1 atm). Nessas condições 1 mol de gás ocupa 22,4 L (volume molar de gases).

Transformações gasosas 

Isotérmica (temperatura constante); caso se diminua o volume do gás (diminuindo o volume do recipiente que o contém), a pressão aumenta:

 

 Isobárica (pressão constante); caso se aumente a temperatura o volume também aumenta:

 

 Isocórica ou Isovolumétrica (volume constante); ao se aumentar a temperatura a pressão também aumenta

 

Equação geral dos gases ideais: se as três propriedades (volume, pressão e temperatura) variarem, a equação será:

É chamado de gás ideal a todo gás que se comporta conforme as equações acima descritas. Na maioria das vezes os gases não se comportam como gases ideais, e são chamados de gases reais. Usam-se as equações acima, fazendo a adaptação para os casos de gases reais.

Equação de estado dos gases perfeitos Mesmo que haja transformações pode-se usar a equação geral dos gases a qualquer momento:

 

A equação acima relaciona o número de mols de um gás com a temperatura, pressão e volume; ou seja, dados, por exemplo, a pressão, o volume e a temperatura de um gás, é possível calcular quantos mols de gás estão presentes nesse volume.

  

Mistura de gases
Toda mistura de gases é um sistema homogêneo. A pressão final alcançada será a soma de todas as pressões parciais dos gases misturados. Por exemplo, caso misturemos 3 gases com pressões parciais de 1, 2 e 3 atm a pressão final será 6 atm.

Para mistura de n gases a equação será:

Por generalização:

Fração molar de cada um dos gases da mistura é a razão entre o número de mols desse gás e o número total de mols.

Fonte:http://guiadoestudante.abril.com.br/estudar/quimica/estudo-gases-676823.shtml

O Que é Magnetismo?

Metais como ferro, cobalto e níquel tornam ferromagnéticos a temperaturas muito altas, o que torna difícil estudá-los em detalhes. O paládio está um passo antes. Com isto, os cientistas têm algo como que uma foto do "antes de se tornar magnético" e uma foto do "já magnético". Falta a foto do meio.

Só que o paládio é um elemento puro, tendo propriedades muito estáveis e difíceis de se ajustar. O novo composto RT₂Zn₂₀ é um pouco mais magnético, o que já dá uma foto intermediária.

Como os cientistas conseguem ajustá-lo, agora eles esperam conseguir fazer um verdadeiro filme da transformação de um material não magnético em um material magnético. Aí então, quem sabe a ciência poderá dar o salto, da atual compreensão de "como funciona o magnetismo", para um perfeito entendimento de "o que é o magnetismo."