Teoria
Fala aí! Hoje nós vamos aprender um pouquinho melhor sobre gás perfeito e a lei dos gases ideais, tá preparado?
Não deixa de conferir também 🧐👇
- Pressão e Volume específicos.
- Relação de Clapeyron.
- Tranformações Gasosas.
- Temperatura, pressão e volume críticos.
O que é um gás ideal?
A ideia de um gás ideal surge da necessidade de se simplificar a análise de gases reais.
Já ouviu aquele clichê de que “ninguém é perfeito”? Também podemos dizê-lo para gases do mundo real, do nosso dia a dia. Quando a gente pensa em um gás real, temos que lembrar que as moléculas que compõem esse fluido sofrem interações intermoleculares, estão em constante colisões umas com as outras, possuem capacidade térmica variável, dentre muitos outros fatores que tornam cálculos envolvendo esses caras extremamente complicados.
E quando falamos de um gás ideal, podemos desconsiderar tudo isso aí! Um gás ideal, ou perfeito, é um fluido idealizado, que tem comportamento e características definidas e simplificadas para facilitar sua análise. Além disso, eles obedecem à lei dos gases ideais e à equação de Clapeyron, como vamos ver logo à frente 😉
Lei dos Gases Ideais
A lei dos gases ideais afirma que a pressão exercida por um gás é proporcional à sua densidade e temperatura. Ela é expressa mais comumente por meio da seguinte equação:
Com:
P
V
n
T
Essa lei dos gases ideais é uma combinação de três leis que vemos melhor em transformações gasosas. Então, na verdade, ela é só mais uma equação de estado. Por conta disso, você pode se deparar com outras formas dessa expressão.
Dá só uma olhada no que acontece se substituirmos aquele n pela razão
Aquele R passa a ser a constante para um gás particular, visto que seu valor passa a depender da massa molar.
Existem outras maneiras de se expressar essa lei dos gases ideais, mas todas elas partem de manipulações a partir dessa que mostrei lá no começo, beleza?
Pressão Reduzida e Temperatura Reduzida
Já que no mundo real não existem gases perfeitos, como eu vou saber se posso usar a lei dos gases ideais?
Um detalhezinho importante é que os gases reais se aproximam dos gases ideais quando submetidos a temperaturas muito altas ou pressões muito baixas! Mas aí surge uma outra questão: quão alta tem que ser essa temperatura e quão baixa tem que ser a pressão?
Pra eliminarmos essa dúvida, introduzimos os conceitos de pressão reduzida
Para sabermos se o gás pode ser considerado perfeito, dividimos os valores de pressão e temperatura reais
Se a pressão reduzida for próxima de zero, o modelo e a equação de gás perfeito podem ser adotados com boa precisão para qualquer temperatura.
Se a temperatura reduzida for maior que dois, o modelo e a equação de gás perfeito podem ser adotados com boa precisão até pressões reduzidas iguais a quatro.
Dá só uma olhada nesse diagrama que resume tudo isso aí:

Fator de Compressibilidade
O fator de compressibilidade é usado para medir o desvio de comportamento de um gás real em relação ao gás perfeito.
Para uma temperatura fixa, o volume exato de um gás real é diferente do volume previsto pela lei dos gases ideais, concorda? Então, o desvio da idealidade de um gás real pode ser mensurada por meio dessa diferença entre volume verdadeiro e volume previsto para o comportamento como gás ideal, nas mesmas condições de temperatura e pressão.
Esse desvio é expresso por meio do fator de compressibilidade
Quando a substância é considerada um gás perfeito, consegue perceber que o fator de compressibilidade será igual a 1? Afinal, se a lei dos gases ideais diz que