Defina o que é o gás perfeito e quais equações eles devem satisfazer, explique!
Passo 1
O exercício pede para definirmos o que é um gás perfeito e quais equações eles devem satisfazer. Vamos trabalhar com conceitos da física dos gases, especificamente com a teoria dos gases ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é um gás perfeito. Um gás perfeito, ou gás ideal, é um modelo teórico de gás que facilita o estudo e a compreensão do comportamento dos gases reais sob diversas condições. Esse modelo simplifica a complexidade dos gases reais para que possamos aplicar leis e equações mais facilmente.
Passo 3
Para um gás ser considerado perfeito, ele deve obedecer a algumas suposições básicas:
- Partículas sem volume: As moléculas do gás são consideradas pontuais, ou seja, ocupam praticamente nenhum espaço.
- Ausência de forças de interação: Não há forças de atração ou repulsão entre as moléculas, exceto durante colisões.
- Colisões perfeitamente elásticas: As colisões entre as moléculas e com as paredes do recipiente não perdem energia.
- Movimento aleatório: As moléculas se movem de forma desordenada e contínua.
- Energia cinética dependente apenas da temperatura: A energia média das moléculas está diretamente relacionada à temperatura do gás.
Passo 4
Com base nessas suposições, os gases perfeitos seguem a equação dos gases ideais, que relaciona pressão (
), volume (
), quantidade de substância (
), constante dos gases (
) e temperatura (
):
Essa equação é fundamental para entender como mudanças em uma dessas variáveis afetam as outras.
Passo 5
Além da equação dos gases ideais, os gases perfeitos também obedecem a três leis fundamentais:
-
Lei de Boyle: A pressão é inversamente proporcional ao volume quando a temperatura é constante.
-
Lei de Charles: O volume é diretamente proporcional à temperatura quando a pressão é constante.
-
Lei de Avogadro: O volume é diretamente proporcional à quantidade de substância quando a temperatura e a pressão são constantes.
Essas leis individuais ajudam a entender como cada variável afeta o comportamento do gás, e quando combinadas, levam à equação dos gases ideais.
Resposta
Um gás perfeito é um modelo teórico de gás que obedece às suposições de partículas sem volume, sem interações entre si e colisões perfeitamente elásticas. As equações que eles satisfazem incluem a equação dos gases ideais
, além das leis de Boyle (
a temperatura constante), Charles (
a pressão constante) e Avogadro (
a temperatura e pressão constantes).
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Deduza: