As densidades dos gases são menores do que as dos liquidos. Explique.

Passo 1

O enunciado pede para explicar por que a densidade dos gases é menor do que a dos líquidos. O conteúdo principal envolve o conceito de densidade (relação massa/volume) e a disposição das moléculas nos dois estados físicos.

Passo 2

Definimos densidade como a razão entre massa e volume ocupado:
\rho = \frac{m}{V}
onde \rho é a densidade, m a massa total e V o volume ocupado pelo fluido.

Passo 3

No estado líquido, as moléculas estão muito próximas umas das outras, pois as forças intermoleculares (ligação de hidrogênio, dipolo-dipolo, forças de van der Waals) mantêm-nas relativamente unidas. Isso faz com que, para uma certa massa m, o volume V seja pequeno, resultando em densidade elevada.

Passo 4

No estado gasoso, em condições ambientes, as moléculas têm alta energia cinética e se afastam bastante umas das outras, vencendo em grande parte as forças intermoleculares. Assim, a mesma massa m ocupa um volume V muito maior, levando a uma densidade \rho muito menor.

Passo 5

De forma quantitativa, a equação dos gases ideais
P\,V = n\,R\,T
pode ser reescrita em termos de densidade. Como n = m/M (sendo M a massa molar), temos:
P\,V = \frac{m}{M}\,R\,T \quad\Longrightarrow\quad \rho = \frac{m}{V} = \frac{P\,M}{R\,T}.
Em condições típicas de pressão P e temperatura T, o fator R\,T é grande comparado a P\,M, resultando em densidade gasosa baixa.

Resposta

A densidade dos gases é menor que a dos líquidos porque, nos gases, as moléculas estão muito mais afastadas (grande volume para mesma massa) e as forças intermoleculares são fracas, ao passo que nos líquidos as moléculas ficam bem próximas, ocupando menos volume para a mesma massa. Quantitativamente, pela lei dos gases ideais \rho = PM/(RT), percebe‐se que em condições naturais a razão PM/(RT) é pequena, gerando baixa densidade.

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