Quais são as grandezas de estado que podem definir um gás? E porque a equação de Clapeyron define um estado de um gás ideal? Justifique.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A pergunta está me pedindo para identificar quais são as grandezas de estado que podem definir um gás e também entender por que a equação de Clapeyron define o estado de um gás ideal. Vamos precisar conhecer um pouco de termodinâmica, especialmente sobre grandezas de estado como pressão, volume e temperatura, além de entender o que é um gás ideal e a equação de Clapeyron.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre as grandezas de estado. Em termodinâmica, grandezas de estado são propriedades que descrevem o estado de um sistema em equilíbrio, sem depender de como ele chegou a esse estado. Para um gás, as principais grandezas de estado são:
- Pressão §: força exercida pelas partículas do gás nas paredes do recipiente.
- Volume (V): espaço que o gás ocupa.
- Temperatura (T): medida da energia cinética média das partículas do gás.
- Quantidade de substância (n): número de mols do gás presente.
Essas quatro grandezas são suficientes para definir completamente o estado de um gás ideal.
Passo 3
Agora, vamos entender por que a equação de Clapeyron define o estado de um gás ideal. A equação de Clapeyron, também conhecida como a equação de estado dos gases ideais, é dada por:
Onde:
- $ P $ é a pressão,
- $ V $ é o volume,
- $ n $ é a quantidade de substância,
- $ R $ é a constante universal dos gases,
- $ T $ é a temperatura.
Essa equação relaciona as quatro grandezas de estado que mencionamos antes. Ela assume que as partículas do gás não têm volume próprio e não interagem entre si, o que é uma boa aproximação para gases ideais. Portanto, a equação de Clapeyron define o estado de um gás ideal porque ela conecta todas as grandezas de estado de maneira simples e eficaz, descrevendo perfeitamente o comportamento desse tipo de gás nas condições ideais.
Resposta
As grandezas de estado que podem definir um gás são pressão ($ P
V
T
n
PV = nRT $) define o estado de um gás ideal porque ela relaciona essas quatro grandezas de forma que descreve perfeitamente o comportamento de um gás ideal, assumindo que as partículas não interagem e ocupam volume desprezível.