3 Exemplos de Gás Ideal: Em Que Circunstância:

Neste artigo serão discutidos “Exemplos de gás ideal” e fatos relacionados a exemplos de gás ideal. Exemplos de gás ideal são baseados na lei do gás ideal. Mas na vida prática o gás ideal não está presente no universo.

3+ Exemplos de Gás Ideal estão listados abaixo,

• Exemplo 1
• Exemplo 2
• Exemplo 3

Exemplo 1: -

Calcule a quantidade de densidade para o gás nitrogênio na pressão de 256 Torr e temperatura de 25 graus centígrados.

Solução: – Dados dados são,

P = 256 Torr = 256 Torr x 1 atm/760 Torr = 0.3368 atm

V=?

T = (25 + 273) K = 298 K

n =?

Agora aplicamos a fórmula do gás ideal,

PV = nRT ………. eq (1)

Então, também podemos escrever a densidade é,

ρ = m/v ………. eq (2)

Onde,

ρ = Densidade do gás ideal

m = massa do gás ideal

v = Volume do gás ideal

Agora, m = M xn ………. eq (3)

Onde,

m = massa

M = massa molar

n = moles

Da eqn (2) e eqn (3) obtemos,

ρ = m/v …… (4)

Organizando a eqn (2) e a eqn (3) obtemos,

ρ = M xn/V ……eqn(5)

ρ/M = n/V……eqn(6)

Agora aplicando a equação do gás ideal,

PV = nRT

n/V =ρ /M ……eqn(7)

n/V = P/RT ……eqn(8)

Da eqn (6) e eqn (8) obtemos,

ρ/M} = P/RT ……eqn(9)

Isolar a densidade,

ρ = PM/RT…eqn(10)

ρ = (0.3368 atm)(2 x 14.01 grama/mol)/(0.08206 L*atm*mol^-1*K^-1 )(298K)

ρ = 0.3859 grama/mol

A quantidade de densidade para o gás nitrogênio na pressão de 256 Torr e temperatura de 25 graus centígrados é de 0.3859 grama / mol.

Exemplo 2: -

Um recipiente que é preenchido com o gás Neon. A quantidade de néon no recipiente é de 5.00 litros, quando a temperatura é de 26 graus centígrados a 750 mm Hg. Um vapor de dióxido de carbono é agora adicionado ao recipiente. A quantidade de dióxido de carbono adicionada ao recipiente é de 0.627 grama.

Agora determine esses fatores,

Pressão parcial para Neon em atm.

Pressão parcial de dióxido de carbono em atm.

Pressão total presente no recipiente.

Solução: – Dados dados são,

P = 750 mm Hg -> 1.01 atm

V = 5.00 Litros

T = (26 + 273) K = 299 K

n_ne =?

n_co2 =?

Para o dióxido de carbono, o número de mols é,

n_co2 = 0.627 grama CO₂ = 1 mol/44 grama = 0.01425 mol CO₂

Agora para Neon o número de mol é,

n_Ne= 0.206 mol Ne

Antes de adicionar o dióxido de carbono ao recipiente, podemos obter apenas pressão para o neon. Então o pressão parcial para neon é definitivamente a quantidade de pressão já discutida em questão.

Agora para o dióxido de carbono,

Usando a equação da equação do gás ideal podemos escrever,

Tanto para o dióxido de carbono quanto para a temperatura de néon, o volume e a constante do gás permanecem os mesmos.

então,

1.01 atm/0.206 mol Ne = P_CO2/0.01425 mol CO₂

P_CO2 = 0.698 atm

Pressão total,

P_total = P_Ne + P_CO2

P_total= 1.01 atm + 0.698 atm

P_total = 1.708 atm

A pressão parcial para Neon é de 1.01 atm.

Pressão parcial para dióxido de carbono 0.698 atm.

A pressão total presente no recipiente é 1.708 atm.

Exemplo 3: -

Determine a quantidade de volume.

Em um recipiente de vidro o gás dióxido de carbono está presente. A temperatura do gás dióxido de carbono é de 29 graus centígrados, a pressão é de 0.85 atm e a massa do gás dióxido de carbono é de 29 gramas.

Solução: – Dados dados são,

P = 0.85 atm

m = 29 gramas

T = (273 + 29) K = 302 K

A forma matemática do gás ideal é,

PV = nRT ……..eqn (1)

Onde,

P = Pressão para o gás ideal

V = Volume para o gás ideal

n = número molar para o gás ideal

R = Constante universal do gás para o gás ideal

T = Temperatura do gás ideal

Se em uma matéria M denotada como massa molar e a massa de uma matéria denotada como m, então o número total de mols para aquela matéria particular pode ser expresso s,

n = m/M ……..eqn (2)

Combine o ……..eqn (1) e ……..eqn (2) temos,

PV = mRT/M ……..eq (3)

Sabemos que o valor da massa molar do dióxido de carbono é,

M = 44.01 grama/mol

Da eqn (3) podemos escrever,

V = mRT/M = 29 gramas x 0.0820574 L*atm*mol^-1*K^-1 x 302/44.01 grama/mol x 0.85 atm

V = 19.21 Litros

Em um recipiente de vidro o gás dióxido de carbono está presente. A temperatura do gás dióxido de carbono é de 29 graus centígrados, a pressão é de 0.85 atm e a massa do gás dióxido de carbono é de 29 gramas. Então a quantidade de volume é 19.21 litros.

Gás real vs. Gás ideal:

Os gases ideais seguem a lei do gás em uma condição constante particular, mas o gás real não segue a lei do gás em uma condição constante particular. Na vida prática, o gás ideal não existe, mas o gás real existe.

Os principais pontos são derivar sobre a diferença entre gás real e gás ideal,

Leia mais sobre Processo isotérmico: São todos os fatos importantes com 13 perguntas frequentes

Perguntas frequentes:-

Pergunta: - Deduza as limitações do gás ideal.

Solução: – As limitações do gás ideal estão listadas abaixo,

• O gás ideal não pode funcionar em alta densidade, baixa temperatura e alta pressão
• Gás ideal não aplicável para gases pesados
• Gás ideal não aplicável. Forças intermoleculares fortes.

Leia mais sobre Pressão manométrica: propriedades importantes com 30 perguntas frequentes

Pergunta: - Escreva as suposições sobre o gás ideal.

Solução: – Na verdade, em nosso ambiente, o gás ideal não está presente. A lei do gás ideal é uma equação simples pela qual podemos entender a relação entre pressões, volume e temperatura dos gases.

As suposições sobre o gás ideal estão listadas abaixo,

• As partículas de gás do gás ideal têm volume desprezível.
• O tamanho das partículas de gás do gás ideal é igual e elas não possuem força intermolecular.
• As partículas de gás do gás ideal seguem a lei do movimento de Newton.
• Não há perda de energia.
• As partículas de gás do gás ideal têm colisão elástica.

Pergunta: - Deduza a equação de forma diferente para o gás ideal.

Solução: – Fórmula do gás ideal na verdade combinação da lei de Boyle, lei de Avogadro, lei de Charle e lei de Gay Lussac.

A equação de forma diferente para o gás ideal é resumida brevemente abaixo,

Forma comum de gás ideal:

PV = nRT = nk_bN_AT = Nk_BT

Onde,

P = Pressão para o gás ideal medida em Pascal

V = Volume para o gás ideal medido em metro cúbico

 n = O total de gás ideal que é medido em moles medido em mol

R = Constante do gás para o gás ideal cujo valor é 8.314 J/K.mol = 0.0820574 L*atm*mol^-1*K^-1

T = Temperatura do gás ideal medido em Kelvin

N = O número total de moléculas de gás ideal

k_b = Constante de Boltzmann para o gás ideal

N_A = Constante de Avogadro

Forma molar do gás ideal:

Pv = R específico T

P = Pressão para o gás ideal

v = Volume específico para o gás ideal

Respecífico = constante de gás específica para o gás ideal

T = Temperatura do gás ideal

Forma estatística do gás ideal:

P=k_b/µm_μρT

Onde,

P = Pressão para o gás ideal

k_b = Constante de Boltzmann para o gás ideal

μ= Massa parcial média para o gás ideal

m_μ = Constante de massa atômica para o gás ideal

ρ = Densidade para o gás ideal

T = Temperatura do gás ideal

Lei combinada dos gases: -

VP/T = k

P = Pressão

V = Volume

T = Temperatura

k = Constante

Quando a mesma matéria apresenta duas condições diferentes que podemos escrever,

P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂

Pergunta: -Deduza a lei de Boyle.

Solução: – A lei de Boyle é uma lei dos gases. A lei dos gases de Boyle deduz que a pressão exercida por uma substância gasosa (de uma dada massa, mantida a uma temperatura constante) é inversamente proporcional ao volume ocupado por ela.

Em outras palavras, a pressão e o volume de um gás são indiretamente proporcionais entre si à temperatura e a quantidade de gás é mantida constante. 

A lei dos gases de Boyle pode ser expressa matematicamente da seguinte forma:

P₁V₁ = P₂V₂

Onde,

P₁ = A pressão inicial exercida pela substância gasosa

V₁ = O volume inicial ocupado pela substância gasosa

P₂ = A pressão final exercida pela substância gasosa

V₂ = O volume final ocupado pela substância gasosa

Esta expressão pode ser obtida a partir da relação pressão-volume sugerida pela lei de Boyle. Para uma quantidade fixa de gás mantida a uma temperatura constante, PV = k. Portanto,

P₁V₁= k (pressão inicial x volume inicial)

P₂V₂ = k (pressão final x volume final)

∴P₁V₁ = P₂V₂

De acordo com a lei de Boyle, qualquer mudança no volume ocupado por um gás (em quantidade e temperatura constantes) resultará em uma mudança na pressão exercida por ele.