Física com o BF1. AS PROPRIEDADES DE UM GÁS
No estado gasoso, a ligação química é inexistente, o espaçamento entre as moléculas é grande e as moléculas se movimentam com liberdade. Essas características permitem que os gases possuam propriedades peculiares, que serão discutidas as seguir.
1.1. Compressibilidade
Um gás possui alta compressibilidade e pode ser comprimido, pois a distância entre as moléculas neste estado é maior que à dos sólidos e líquidos.
Em (a), o êmbolo é pressionado. O espaçamento entre as moléculas é grande e o gás pode ocupar um espaço menor com facilidade (b).
1.2. Expansibilidade
Um gás expande e dilata mais que um sólido ou líquido devido a maior liberdade na movimentação das suas moléculas.
1.3. Ocupação dos espaços
As moléculas de um gás possuem liberdade para se movimentarem livremente. Por isso, um gás ocupa o espaço que lhe é dado. Se o gás contido em um bujão vazar, as moléculas do gás se movem livremente até o ocupar o novo espaço, a cozinha, por exemplo.
2. TEORIA CINÉTICA DOS GASES
As propriedades do gás apresentadas no item anterior não tinham explicação até o século XIX. Nesta época, a teoria cinética dos gases foi proposta para responder a esses questionamentos.
· As moléculas possuem um tamanho desprezível comparado com a distância média entre as moléculas.
· As moléculas (pontos) estão em constante movimento desordenado.
· O movimento e a colisão das partículas entre si e com as paredes do recipiente são regidos pela Mecânica Newtoniana e a energia total do gás (energia cinética) se conserva. As forças de atração e repulsão entre as moléculas são desprezadas.
3. GASES IDEAIS
Na prática, um gás onde a temperatura é alta e a pressão é baixa, se comporta muito próximo de um gás ideal. A compreensão do comportamento de um gás ideal facilita o estudo dos gases reais.
4. VARIÁVEIS DE ESTADO
Um gás ideal é definido por quatro grandezas denominadas variáveis de estado: pressão, volume, temperatura e número de mols.
4.1. Pressão (p)
A pressão e a área de aplicação da força são grandezas inversamente proporcionais.
As unidades mais comuns são: 1.105 N/m2
(SI) ou atm (atmosfera)
Obs: 1 atm = 1.105 
Nos gases, as moléculas exercem uma força ao se chocarem contra a parede do recipiente.
4.2. Volume (V)
O gás possui alta compressibilidade pois as suas moléculas podem ser consideradas como pontos, ou seja, um gás é basicamente constituído de espaço vazio!
As unidades dessa grandeza são:
m3 (SI) ou litros (l)
Obs.: 1 l = 10-3 m3
Avogadro.
4.3. Temperatura (T)
A temperatura mede o grau de agitação das moléculas. A energia cinética está associada a massa e a velocidade de um corpo.
A unidade da temperatura é o Kelvin.
4.4. Número de mols (n)
O número de moléculas em um gás é da ordem de 1023 moléculas. Portanto, não é prático trabalhar com um número tão grande no cotidiano. Por isso, os cientistas criaram o conceito de mol. Um mol de qualquer gás contém 6,02.1023 átomos.
O número de mols é calculado pela razão entre a massa do gás (m – que depende do número de moléculas) e a sua massa molecular (M).
5. Equação de Clapeyron
Um gás ideal é o gás mais simples que se pode trabalhar. Portanto, a equação de Clapeyron relaciona as grandezas descritas acima para esse tipo de gás.
R = 0,082 atm.L / K.mol
R = 8,31 J / K.mol
R = 2 cal / mol.K
Pegadinha do Malandro: o valor de R é uma constante e pode assumir acima os valores acima dependendo das unidades trabalhadas. Quando R = 0,082 atm.L / K.mol, a pressão é dada em atmosferas e o volume em litros. Quando R = 8,31 J / K.mol, a pressão é dada em N/m2 e o volume em m3, ou seja, no S.I. O terceiro valor é raro nos exercícios.
Pratique: Exercícios de Gases – Equação de Clapeyron e Exercícios de Transformações gasosas, com resolução comentada.
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