Este artigo discute sobre as propriedades do gás ideal. O termo ideal significa algo que é perfeito em todos os aspectos. Embora nada neste mundo seja ideal.
Sejam humanos, animais ou qualquer outra parte da natureza, nada é ideal. Este é o modo de vida, com o mal só podemos ver o bem. Limitemos nossa discussão aos gases. Em casos reais existem apenas gases reais que existem. Existem alguns gases que são quase ideais. Neste artigo vamos estudar as propriedades de um gás ideal e depois estudar mais sobre os gases reais que são quase ideais.
- Propriedades de gás ideal do ar
- Propriedades do gás ideal do metano
- Propriedades de gás ideal de Co2
- Propriedades do gás ideal do hélio
- Propriedades do gás ideal do nitrogênio
- Propriedades do gás ideal do argônio
- Propriedades do gás ideal do propano
- Propriedades do gás ideal do oxigênio
O que é um gás ideal?
An ideal gás é definido como o gás teórico que não tem interações entre partículas, mas consiste em muitas partículas pontuais movendo-se aleatoriamente ou seguindo o movimento browniano.
Na realidade os gases ideais não existem e apenas os gases reais existem. Os gases ideais seguem algumas das leis que são consideradas características básicas de um gás ideal. Os gases reais que quase seguem essas leis ou características também são considerados gases ideais. Vamos estudar na seção abaixo sobre as características de um gás ideal.
Créditos de imagem: Cmglee, Relações da lei dos gases ideais, CC BY-SA 4.0
Características de um gás ideal
As características do gás ideal são dadas pela teoria cinética dos gases. Essas características são dadas na seção abaixo-
- As moléculas de gás seguem um movimento browniano e se movem constantemente.
- O caminho percorrido pelas moléculas de gás segue uma linha reta e não muda a menos que colida com outra molécula ou recipiente.
- Não há interação entre as moléculas, ou seja, não há força atrativa ou força repulsiva atuando entre as moléculas.
- As partículas de gás são consideradas massas muito pequenas ou pontuais. Eles não retêm qualquer quantidade de volume.
- As colisões entre essas massas pontuais são elásticas. A energia é conservada em todo esse processo, ou seja, não há ganho ou perda de energia nesse processo.
- As moléculas na mesma temperatura têm a mesma energia cinética.
Tipos de gás ideal
Os gases ideais são classificados em três tipos principais. Esses tipos são fornecidos na seção abaixo-
- Gás ideal clássico ou Maxwell-Boltzmann – Este tipo de gás é ainda dividido em gás ideal termodinâmico clássico e gás quântico ideal de Boltzmann.
- Gás de Bose quântico ideal– Este tipo de gás é regido pelas estatísticas de Bose-Einstein e a distribuição de energia desses bósons será na forma de distribuição de Bose-Einstein.
- Gás quântico ideal de Fermi– Este tipo de gás é regido pelas estatísticas de Fermi-Dirac e a distribuição de energia desses férmions será na forma de distribuição de Fermi-Dirac.
Propriedades de gás ideal do ar
A tabela abaixo mostra as propriedades de gás ideal do ar. O ar é uma mistura de muitos gases, mas segue algumas características de um gás ideal.
Um gás se comporta como um gás ideal quando a temperatura é alta e a pressão é baixa. O ar nessas condições se comporta como um gás ideal.
A tabela abaixo mostra as propriedades do ar
Massa molar - 28.97
Constante de gás - 0.287
Cp- 1.005
Cv- 0.718
Propriedades do gás ideal do metano
O metano é um composto de carbono formado por um único átomo de carbono e quatro átomos de hidrogênio ligados a ele. As propriedades do metano são dadas na seção abaixo
Um gás se comporta como um gás ideal quando a temperatura é alta e a pressão é baixa. O metano sob tais condições se comporta como um gás ideal.
Densidade - 0.657 kg/m3
Ponto de fusão - -183 graus celsius
Ponto de ebulição - -162 graus Celsius
Temperatura crítica - 190.56 K
Propriedades de gás ideal de Co2
Co2 ou dióxido de carbono também é um composto de carbono composto por um único átomo de carbono e dois átomos de oxigênio ligados a ele. O dióxido de carbono é exalado por nós humanos. O Co2 também é usado como extintor de incêndio, pois não suporta a combustão.
Um gás se comporta como um gás ideal quando a temperatura é alta e a pressão é baixa. O CO2 nessas condições se comporta como um gás ideal.
As propriedades do gás ideal do CO2 são dadas na seção abaixo:
Massa molar - 44.01
Constante de gás - 0.1889
Cp - 0.846
Cv- 0.657
Propriedades do gás ideal do hélio
O hélio é um gás nobre e tem número atômico 2. Possui apenas uma camada que pode conter dois elétrons. O átomo de hélio é estável porque a casca está cheia e está no estado de energia mais baixo possível.
Um gás se comporta como um gás ideal quando a temperatura é alta e a pressão é baixa. O hélio sob tais condições se comporta como um gás ideal.
As propriedades do gás ideal do hélio são dadas na seção abaixo-
Massa molar - 4
Constante de gás - 2.07
Cp- 5.9
Cv- 3.11
Propriedades do gás ideal do nitrogênio
O gás nitrogênio é um elemento químico incolor. Não tem odor e é de natureza inerte e não metálica. As propriedades do gás ideal do nitrogênio são dadas na tabela abaixo.
Um gás se comporta como um gás ideal quando a temperatura é alta e a pressão é baixa. O nitrogênio sob tais condições se comporta como um gás ideal.
Massa molar - 28
Constante de gás - 0.29
Cp- 1.039
Cv- 0.743
Propriedades do gás ideal do argônio
Como o nitrogênio, o argônio também é um elemento químico incolor e inodoro. É não inflamável na natureza e involátil. Pertence à família dos gases nobres cuja camada mais externa é completamente preenchida o que torna o átomo mais estável.
Um gás se comporta como um gás ideal quando a temperatura é alta e a pressão é baixa. O argônio sob tais condições se comporta como um gás ideal.
As propriedades do gás ideal do argônio são dadas na seção abaixo-
Massa molar - 40
Constante de gás - 0.2081
Cp- 0.52
Cv- 0.31
Propriedades do gás ideal do oxigênio
O oxigênio é um elemento químico gasoso que também é inodoro e incolor. Além disso, podemos dizer que o Oxigênio suporta a combustão, pois atua como oxidante e a combustão precisa de um agente oxidante para ocorrer. Todos nós inalamos oxigênio para sobreviver.
Um gás se comporta como um gás ideal quando a temperatura é alta e a pressão é baixa. O oxigênio sob tais condições se comporta como um gás ideal.
As propriedades do gás ideal do oxigênio são dadas na seção abaixo-
Massa molar - 32
Constante de gás - 0.25
Cp- 0.918
Cv- 0.65
Propriedades do gás ideal do propano
O propano pertence à família dos alcanos. O propano é um composto de carbono com três átomos de carbono e oito átomos de hidrogênio ligados a ele. É um elemento muito original, pois o propano é favorável ao meio ambiente.
Um gás se comporta como um gás ideal quando a temperatura é alta e a pressão é baixa. O propano sob tais condições se comporta como um gás ideal.
As propriedades do gás ideal do gás propano são dadas na seção abaixo-
Massa molar - 44
Constante de gás - 0.1885
Cp- 1.67
Cv- 1.49
Relação pressão-temperatura de um gás ideal
A pressão e a temperatura de um gás ideal estão relacionadas entre si pela equação dada na seção abaixo:
PV = nRT
Onde,
P é a pressão do gás ideal
V é o volume do gás
n é o número de mols de gás
R é a constante universal do gás
T é a temperatura do gás no sistema
Olá….Eu sou Abhishek Khambhata, busquei B. Tech em Engenharia Mecânica. Ao longo de quatro anos de minha engenharia, projetei e pilotei veículos aéreos não tripulados. Meu forte é mecânica dos fluidos e engenharia térmica. Meu projeto do quarto ano baseou-se na melhoria do desempenho de veículos aéreos não tripulados utilizando tecnologia solar. Eu gostaria de me conectar com pessoas que pensam como eu.