Gás ideal é aquele em que as colisões entre as partículas são perfeitamente elásticas. Entre as partículas dele, não há qualquer tipo de interação, como forças atrativas ou repulsivas, além disso, essas partículas não ocupam espaço. De acordo com a teoria cinética dos gases, o estado termodinâmico de um gás ideal é completamente descrito pelas variáveis de pressão, volume e temperatura. Veja também Calorimetria mapa mental, fórmulas e exercícios resolvidos Tópicos deste artigo1 - Conceito de gás ideal2 - Características dos gases ideais3 - Lei dos gases ideais4 - Energia interna do gás ideal5 - Exercícios resolvidos sobre gases ideaisConceito de gás ideal Os gases ideais são compostos exclusivamente por partículas de dimensões puntuais de tamanho desprezível que se encontram em movimento caótico e em alta velocidade. Nesse tipo de gás, a temperatura e a velocidade de translação das partículas são proporcionais. Uma vez que não há interação entre as partículas de um gás ideal, a energia interna desse gás é sempre igual à soma da energia cinética de todas as partículas que o constituem. O gás ideal é formado por partículas puntiformes que colidem elasticamente entre si. Quaisquer que sejam os gases ideais, eles sempre contarão com o mesmo número de partículas para o mesmo volume. A massa deles, por sua vez, dependerá diretamente da sua massa molar medida em g/mol, além disso, 1 mol de gás ideal cerca de 6, partículas sempre ocupará um volume igual a 22,4 l. Os gases reais, em que há ocorrência de colisões inelásticas entre partículas, aproximam-se muito do comportamento dos gases ideais em regimes de baixas pressões e altas temperaturas. Por coincidência, nas condições normais de pressão e temperatura da Terra 25 ºC e 1 atm, a maior parte dos gases comporta-se como gases ideais, e isso facilita o cálculo de previsões acerca do comportamento termodinâmico deles. Alguns gases, como o vapor d'água, que se encontra diluído no gás atmosférico, não podem ser considerados gases ideais mas sim gases reais. Esses gases apresentam interações significativas entre suas partículas, que podem condensar-se, fazendo com que eles liquefaçam-se, caso haja uma queda de temperatura. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ; Características dos gases ideais Confira, em resumo, algumas características dos gases ideais Neles só ocorrem colisões perfeitamente elásticas entre partículas; Neles não existem interações entre partículas; Neles as partículas têm dimensões desprezíveis; 1 mol de gás ideal ocupa um volume de 22,4 l, independentemente de qual seja o gás; Gases reais comportam-se como gases ideais quando em regimes de baixas pressões e altas temperaturas; Grande parte dos gases comporta-se de forma similar aos gases ideais. Lei dos gases ideais O estudo dos gases desenvolvido pelos estudiosos Charles Boyle, Joseph Louis Gay-Lussac e Robert Boyle levaram ao surgimento de três leis empíricas, usadas para explicar o comportamento dos gases ideais em regimes de temperatura, pressão e volume constantes, respectivamente. Juntas essas leis formaram a base necessária para o surgimento da lei dos gases ideais, que relaciona o estado termodinâmico inicial de um gás, definido pelas grandezas P1, T1 e V1, com o seu estado termodinâmico final P2, V2 e T2, depois de ter sofrido alguma transformação gasosa. Confira a fórmula da lei geral dos gases A lei geral dos gases afirma que o produto da pressão pelo volume do gás, divido pela temperatura termodinâmica, em kelvin, é igual a uma constante. Essa constante, por sua vez, é descrita pela equação de Clapeyron, observe n – número de mols mol R – constante universal dos gases perfeitos 0,082 ou 8,31 J/ Na fórmula, P é a pressão exercida pelo gás, V é o volume ocupado por esse gás, e T é a temperatura, medida em kelvin. A grandeza n refere-se ao número de mols, enquanto R é a constante universal dos gases ideais, que, frequentemente, é medida em unidades de ou em J/ sendo essa última adotada pelo SI. Veja também O que é vento solar e como ele afeta a atmosfera terrestre? Energia interna do gás ideal A energia interna dos gases ideais pode ser calculada por meio do produto entre a constante de Boltzmann e a temperatura termodinâmica, observe KB – constante de Boltzmann KB = 1, J/K Da relação anterior, que nos permite calcular a energia cinética média das partículas de um gás ideal, tiramos a fórmula seguinte, que pode ser usada para calcular qual deve ser a velocidade quadrática média das moléculas de um gás ideal, para uma determinada temperatura T, observe M – massa molar g/mol Essa fórmula permite visualizar que um acréscimo na temperatura de um gás ideal resulta em um aumento na velocidade quadrática média das partículas. Saiba mais Descubra do que é formada a luz e quais são as suas características Exercícios resolvidos sobre gases ideais Questão 1 Dois mols de um gás ideal, e à pressão de 1 atm, encontram-se à temperatura de 227 ºC. Calcule, em litros, o volume ocupado por esse gás. Dados R = 0,082 a 75 l b 82 l c 15 l d 27 l e 25 l Gabarito Letra b Resolução Para calcularmos o volume desse gás, usaremos a equação de Clapeyron, porém, antes de fazermos o cálculo, é necessário transformar a temperatura de 227 ºC em kelvin. Para isso somamos a essa temperatura o fator 273, resultando em uma temperatura de 500 K. De acordo com a resolução, o volume ocupado pelo gás é de 82 litros. Questão 2 Um gás ideal ocupa um volume de 20 l, quando passa a ser submetido a uma pressão de 3 atm, de modo que sua temperatura permanece constante, enquanto o seu volume é triplicado. Calcule a pressão final desse gás depois de ter passado por essa transformação. a 1 atm b 3 atm c 5 atm d 8 atm e 9 atm Gabarito Letra a Resolução Para resolvermos esse exercício, utilizaremos a lei geral dos gases, observe Para fazermos o cálculo, foi necessário atribuir um volume de 60 l ao gás, uma vez que seu volume triplicou durante a transformação. Por Rafael Helerbrock Professor de Física
SOAL-SOAL FISIKA 1. Sejumlah gas ideal menjalani proses isobaric sehingga volumenya menjadi 3 kali semula, maka suhu mutlaknya menjadi n kali semula dengan n adalah …. Pembahasan jawaban D T1 T2 T1 nT1 nT1 = 3T1 n = 3 2. Dalam gambar, volume tabung B sama dengan 2 kali volume tabung A. Sistem tersebut diisi dengan gas ideal. Jumlah molekul sama dengan N dalam tabung A dan 3 N dalam tabung B. Bila gas dalam tabung A bersuhu 300 K maka dalam tabung B suhu gas adalah …. Pembahasan jawaban E T1 T2 300 T2 T2 = 300K x 2 = 600K 3. Jika suatu gas ideal dimampatkan secara isotermik sampai volumenya menjadi setengahnya, maka …. a. Tekanan dan suhu tetap b. Tekanan menjadidua kali dansuhutetap c. Tekanan tetap dan suhu menjadi duakalinya d. Tekanan menjadi dua kalinya dan suhu menjadi setengahnya e. Tekanan dan suhu menjadi setengahnya. Pembahasan jawaban D P1v1 = P2v2 P1v1 = P2 ½ V1 2P1 = P2 T1 T2 T1 T2 T1 = 2T2 Jadi, tekanan menjadi dua kalinya dan suhu menjadi setengahnya 4. 12 gram gas pada suhu 27OC menempati ruang 6 liter dan tekanannya 2 atm. Massa molar gas tersebut adalah …. Pembahasan jawaban A P . V = n. r . t 2 . 6 = n . 0,082 . 300 12 = n . 8,2 . 3 4 = n. 8,2 n = 4/8,2 n = 0,49 Massa molar = 12/0,49 = 25 gram/mol 5. Suatu tabung berisi 2,4 x 1023 partikel gas ideal monoatomik pada tekanan 1,6 atm dan volume 8 liter. Energi kinetic rata-rata tiap partikel gas di dalam tabung itu adalah … a. 5,8 x 10-21J b. 6,4 x 10-21J c. 7,2 x 10-21J d. 7,5 x 10-21J e. 8,0 x 10-21J Pembahasan jawaban E Ek = 3Pv 2N = 3 x 1,6 x 8 = 19,2 2,4 x 1022 = 8,0 x 1021 2x 2,4 x 1023 6. Sejumlah 8 gram oksigen massa molar = 32 gram/mol mengandung partikel sebanyak …. bilangan Avogadro = 6,022x1023 partikel/mol Pembahasan jawaban B Mol = 8/32= ¼ Jumlah partikel = mol x 6,022 x 1023 = ¼ x 6,022 x 102 = 1,5 x 1023 7. 1,5 m3 gas helium yang bersuhu 27OC dipanaskan secara isobaric sampai 87OC. Jika tekanan gas helium 2 x 105 N/m2, gas helium melakukan usaha luar sebesar …. Pembahasan jawaban A V2 = V1/T1 x T2 = 1,5/300 x 360 = 1,8 m3 W = PΔV = 2 x 1051,8 − 1,5 = 0,6 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ 8. Suatu gas volumenya 0,5 m3 perlahan-lahan dipanaskan pada tekanan tetap hingga volumenya menjadi 2 m3. Jika usaha luar gas tersebut 2 x 105joule, maka tekanan gas adalah …. a. 6 x 105 Pa b. 3 x 105 Pa c. 1,5 x 105 Pa d. 6 x 104 Pa e. 3 x 104 Pa Pembahasan jawaban B Pada tekanan tetap, usaha W=PV2-V1 W=2×105 2-0,5=3×105 9. Pada suhu yang sama, perbandingan laju efektif molekul gas oksigen Mr=32 terhadap laju efektif molekul gas nitrogen Mr=28 adalah …. a. 7 8 b. 8 7 c. 1 1 d. √8 ∶√7 e. √7 ∶√8 Pembahasan jawaban E 10. Jika reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K, maka efisiensi maksimum mesin 40%. Agar efisiensi maksimumnya naik menjadi 50%, suhu reservoir suhu tinggi harus menjadi …. c. 1000 K d. 1180 K Pembahasan jawaban B Efisiensi mesin semula η1 = 40% 40% = 1 – T2/800K = 0,6 ~ T2 = 480K Agar efisiensi menjadi η2 = 50% untuk T2 = 480 K 50% = 1 – 480K/T1 = 0,5 ~ T1 = 960K Jadi, temperatur suhu tinggi harus dinaikkan menjadi 960 K.15 1,5 m 3 gas helium yang bersuhu 27 O C dipanaskan secara isobaric sampai 87 O C. Jika tekanan gas helium 2 x 10 5 N/m2, gas helium melakukan usaha luar sebesar . a. 60 KJ d. Jawab Proses Isobarik adalah proses termodinamika dimana tekanan gas selalu konstan. Jacques Charles menyatakan bahwa "Jika tekanan suatu gas dijaga konstan, maka volume gas akan sebanding suhu mutlaknya". Dengan demikian, nilai n adalah 2, sehingga volumenya 2 kali semula. Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah C. .
A 1, 2 dan 3 D. 1 dan 3 B. 1, 3 dan 4 E. 1, 2 dan 4 C. 2, 3 dan 4 21. Jawab : E Cukup jelas 22. Di dalam sebuah ruang tertutup terdapat gas bersuhu 27 oC. Jika gas dipanaskan sampai energi kinetiknya menjadi 5 kali mula-mula, maka gas tersebut harus dipindahkan sampai suhu .oC. A. 1350 D. 1080 B. 1500 E. 1200 C. 1227 22. Jawab : C 2 2 . k .
Gasideal dimampatkan secara isotermik sampai volume menjadi setengahnya maka mohon bantuannya. Answer. Recommend Questions. anesadhityo7 May 2021 | 0 Replies . apakah sinar alfa bermuatan listrik? stella017 May 2021 | 0 Replies . Tld dijawab no 5 aja bilaa90 May 2021 | 0 Replies .
Sejumlahmol gas ideal monoatomik mula-mula memiliki tekanan dan volume . Kemudian volume gas dinaikkan menjadi = pada tekanan tetap, maka: (1)Suhunya menjadi Novem Post a Comment. Jika gas ideal dimampatkan secara isotermal sehingga volumenya menjadi setengahnya, maka . A. tekanan dan suhu tetap. B. tekanan menjadi dua kali lipat dan suhu tetap. C. tekanan tetap dan suhu menjadi dua kali. D. tekanan menjadi dua kali dan suhu menjadi setengahnya. E. tekanan dan suhu menjadi setengahnya.| ልш еլаηևσеκеш | Ежэйኻ εсвакեгл | Ощιጷуф χጺշաշ дрաпичеκ | Աቾидуչ ζαкοηωպо |
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