Veja as Condições de Temperatura e Pressão e a interferência destas nas transformações cíclicas de um gás. O estado final coincide com o estado inicial, a energia interna final é igual à energia interna inicial e, consequentemente, a variação da energia interna durante a realização de um ciclo completo é sempre nula.
Você se lembra das transformações gasosas em que o estado final de um gás coincide com o seu estado inicial? São as transformações cíclicas dos gases!
Que tal relembrar com o Blog do Enem e mandar bem nas provas de Química do Enem e dos vestibulares de todo Brasil? Não deixe de estudar! Vem com a gente! Veja o que são transformações cíclicas de um gás:
As transformações cíclicas de um gás correspondem a sequências de transformações gasosas em que ao final de cada transformação, o gás retorna ao seu estado inicial de pressão, volume e temperatura.
Para você começar bem esta revisão, o primeiro passo é fazer um resumo básico sobre as Propriedades dos Gases, e ver como eles se comportam nas CNTPs – as Condições Normais de Temperatura e Pressão, e o que acontece quando estas variáveis se alteram.
As propriedades dos gases
Confira com o professor Felipe Sobis, do canal do Curso Enem Gratuito.
As dicas sobre as Propriedades dos gases:
- Os gases apresentam forma e volume variável, adquirindo a forma do recipiente que o contém.
- As partículas que compõem os gases se encontram muito afastadas uma das outras e em constante movimento, podendo ser comprimidas e se expandir.
- Podemos observar essas duas características dos gases, quando aumentamos a temperatura e/ou diminuímos a sua pressão, nesse momento o gás irá se expandir.
- Ao contrário, se diminuímos a temperatura e/ou aumentamos a sua pressão, ele será comprimido dentro do recipiente.
- As moléculas gasosas apresentam a propriedade de se espalharem em um certo ambiente. Ou seja, misturam-se com outros gases, em um processo denominado de difusão.
- Nesta aula acima, o professor Sobis te explica as variáveis de estado de um gás. Bora lá!
As Transformações Cíclicas de um gás
- Um gás pode sofrer três transformações distintas:
- isobárica
- isovolumétrica
- isotérmica
Ao longo dos séculos, os cientistas estudaram as transformações provocadas por variações de pressão, volume e temperatura em uma massa fixa de gás. Essas transformações podem ocorrer com temperatura constante (isotérmica), pressão constante (isobárica) e volume constante (isocórica ou isovolumétrica). Vamos relembrar cada uma delas?
Durante estas transformações, a energia interna do gás varia, pois a temperatura do gás está continuamente variando. Entretanto, como o estado final coincide com o estado inicial, a energia interna final é igual à energia interna inicial e, consequentemente, a variação da energia interna durante a realização de um ciclo completo é sempre nula.
Portanto, durante qualquer ciclo: ΔU = 0
As dicas para gabaritar sobre os gases
Veja com o professor Sobis os macetes que te ajudam na hora da prova.
Lembre-se!
– A energia interna de um gás depende da sua temperatura. Se as temperaturas inicial e final são iguais, a mesma coisa acontece com a energia interna. Entendeu? Veja o gráfico abaixo:
O gás representado no gráfico acima está sofrendo uma transformação A – C. Essa transformação acontece com uma expansão isocórica de AB, ou seja, com pressão constante, seguida de uma diminuição isocórica (volume constante) de BC. O trabalho realizado na transformação A – C é dado pelo cálculo da área da figura formada abaixo do gráfico, sendo ele maior do que zero (W1 > 0).
Agora vamos considerar que o gás volte ao seu estado inicial, realizando a transformação C – A, onde realiza uma compressão isobárica CD (pressão constante), seguida de um aumento isocórico DA (volume constante), como mostra o gráfico abaixo:
Como o gás sofre uma compressão isobárica, o trabalho realizado é menor do que zero (W2 < 0).
Agora, observando as duas transformações mostradas acima, podemos observar que ao final do processo, o gás completa um ciclo ABCDA, onde o trabalho total realizado é a soma algébrica dos trabalhos realizados nas diferentes etapas do ciclo.
W = W1 + W2
O trabalho total (W) é positivo, pois |W1| > |W2|, sendo calculado numericamente pela área da figura formada pelo ciclo.
Aula extra: Pressão e mudança de fase
Confira agora no conteúdo relacionado um asuper aula com o professor marcelo, sobre Pressão e Mudança de Fase:
Dica 1 – Reveja também outro assunto muito importante para você entender as transformações cíclicas que é a transformação dos gases. Acesse o nosso blog do Enem e veja um super-resumo preparado pela professora Munique Dias. Vai ficar de fora dessa?
Exercícios sobre os Gases
E agora? Que tal testar seu conhecimento? Você consegue resolver este exercício?
(UFRRJ-RJ) Um gás ideal sofre as transformações AB, BC, CD e DA, de acordo com o gráfico a seguir.
Através da análise do gráfico, assinale adiante a alternativa correta.
- a) Na transformação CD, o trabalho é negativo.
- b) A transformação AB é isotérmica.
- c) Na transformação BC, o trabalho é negativo.
- d) A transformação DA é isotérmica.
- e) Ao completar o ciclo, a energia interna aumenta.
Resposta: A
