GASES REAIS AULA 2 Professora: Carla Bastos GASES REAIS X GASES IDEAIS Da equao dos gases ideias, temos: n = PV/RT Para 1 mol de gs PV/RT = 1, para todas as presses e temperaturas; Emgases reais, PV/RT varia muito do valor 1 ALTAS PRESSES E BAIXAS TEMPERATURAS GASES REAIS X GASES IDEAIS Quanto maior a presso, menor a distncia entre as molculas do gs e maior as foras atrativas entre elas. (menos o gs se assemelha ao ideal) GS REAL X GS IDEAL GS REAL X GS IDEAL Em baixas temperaturas, os gases tendem a liquefazer (passar de gs para lquido) menos o gs se assemelha ao ideal. GASES REAIS: DESVIOS DO COMPORTAMENTO IDEAL CONSTANTES DE VAN DER WAALS As constantes de Van der Waals a e b so diferentes para casa gs. Os valores dessas constantes para vrios gases so tabelados GASES REAIS; EQUAO DE VAN DER WAALS b=volume de uma mole de molculas V V-nbGASES REAIS; EQUAO DE VAN DER WAALS a=constante de proporcionalidade (Pam6 mol-2) 22Vna p p + EXERCCIOS Uma amostra de CH4 (g) est a 50C e 20 atm. Voc esperaria comportamento mais ou menos ideal: a) a presso for reduzida a 1 atm? b) a temperatura for reduzida 50C? Calcule a presso de um mol de H2 em um recipiente de 225 cm3 a 0C usando: a) Lei dos gases ideais. b) Equao de Van der Waals (a= 0,4246 Jm2/mol2; b= 5,10 x 10^-5 m3/mol) R -8,314 J/mol K TERMODINMICA enrgeia ENERGIA Capacidade de um agente para realizar trabalho Produo de movimento contra uma resistncia Origem da palavra ENERGIA Energia habilidade pararealizao de certo trabalho. Iluminao CrescimentoAquecimento Movimento Comunicao A Energia pode se tornar presente sob diversas formas Energia RadianteouLuminosa Energia Qumica Energia Mecnica Potencial Gravitacional Cintica Energia Interna Energia Eltrica Energia Nuclear Energia Elica Em ao, a energia se transforma de uma forma em outra. Exemplo PRIMEIRA LEI DA TERMODINMICAAprimeiraleidatermodinmicacomumentechamadade"leidaconservao daenergia".Noscursoselementaresdefsica,oestudodaconservaode energiadnfasestransformaesdeenergiacinticaepotencialesuas relaes com o trabalho.Umaformamaisgeraldeconservaodeenergiaincluiosefeitosde transferncia de calor e a variao de energia interna. Primeira Lei A energia no pode ser criada ou destruda . S se pode mud-la de uma forma paraoutra,ousacrescent-laaumsistemaretirandodeoutrolugar(da vizinhana).FORMAS DE ENERGIA 2 22 2Ve ouVm Ek k= =gh e ou mgh Ep p= =Energia Cintica. Energia que um objeto possui ao se movimentar com determinada velocidade ( macroscpica e dependentes de um referencial externo). u ou UEnergia Potencial. Energia que um objeto possui em funo de sua altura quando est submetido a um campo gravitacional( macroscpica). Energia Interna. Energia relacionada estrutura molecular e sua atividade molecular e no dependem de referencial externo( microscpica). U E E Ep k+ + =Energia de um sistema u e e ep k+ + =U h g mvm E + + = . .22u h gve + + = .22Trabalho e calor Caloretrabalhosofenmenosdefronteira. Ambossoobservadossomentenasfronteirasdo sistema,eambosrepresentamenergia atravessando a fronteira do sistema. Q W U = AQ W U + = AQ W U + = AExemplo 3.8 Um sistema inicialmente em repouso sofre um processo no qual recebe uma quantidade de trabalho igual a 200 kJ. Durante o processo o sistema transfere para o meio ambiente uma quantidade de calor igual a 30 kJ. Ao final do processo o sistema tem velocidade de 60 m/s e uma elevao de 50 m. A massa do sistema de 25 kg, e a acelerao gravitacional local de 9,78 m/s2. Determine a variao de energia interna do sistema durante o processo, em kJ . Sistema:O sistema sob anlise um sistema fechado, constitudo da massa de 25 kg 2. No estado final o sistema est em equilbrio (velocidade uniforme). 1 Lei: E = Q12 + W12 ou U + EC + EP = Q12 + W12( ) ( ) J v v m EC 45000 0 60 2521212 2 2122= = = A *( ) ( ) J h h mg EP 12225 0 50 78 9 251 2= = = A * , *kJ kJ kJ kJ kJ W Q EP EC U 775 112 200 225 12 0 45 30 , , , = + = + + A A = AEntradasVariaes InternasSadas 200 kJ (trabalho) 45,000 kJ (energia cintica)30 kJ (calor) 12,225 kJ (energia potencial) 112,775 kJ (energia interna 200 kJ170,000 kJ (variao total)30 kJ Exemplo 3.8. Considere 5 kg de vapor de gua contida no interior do conjunto cilindro pisto. O vapor sofre uma expanso do estado 1 onde P = 5,0 bar e T=240 oC para o estado 2 onde P=1,5 bar e T=200 oC. Durante o processo 80 kJ de calor so transferidos para o vapor. Uma hlice colocada no interior do conjunto atravs de um eixo para homogeneizar o vapor, a qual transfere 18,5 kJ para o sistema. O conjunto cilindro pisto est em repouso. Determinar a quantidade de trabalho transferido para o pisto durante o processo de expanso.caracterizao:1-o vapor o sistema termodinmico fechado. 2-no h variao de energia cintica e potencial1 Lei: E = Q12 + W12 ou U + EC + EP = Q12 + W12W12 = Whlice + Wpisto

Wpistao = m(u2 -u1) Q12 WHlice500 kPa Tu 2002654,4 240 u1 2502731,2 u1 = 2707,6 kJ 200 oC Tu 1002658,0 150 u2 2002654,4 u2= 2656,2 kJ Substituindo os valores numricos na expresso (2) tem-se: Wpistao = 5*(2656 2 -2707 6 )kJ . - 80 kJ-18,5 kJ = 257,0 80,0 18,5 = -365,5 kJ