Teoria cinética dos gases: redução do volume e aumento da pressão

1 de outubro, 2018 às 11:05 | Postado em Teoria Cinética dos Gases, Termologia, termodinâmica

Gostaria de saber o que acontece quando se submete uma mistura gasosa à alta pressão ou seja comprimindo o mesmo, reduzindo seu volume?

No modelo de gás ideal, em nível microscópico, quando o volume de uma amostra gasosa é reduzido lentamente, de tal forma que a temperatura permaneça constante, o número de colisões das moléculas na unidade de tempo  contra as paredes do recipiente cresce. Macroscopicamente tal ocorrência repercute como um aumento da pressão.

Se a redução do volume é rápida (a transformação é denominada de adiabática), o trabalho realizado sobre a amostra determina que a energia interna da amostra aumente, crescendo então a temperatura (a variação da energia interna de um amostra de gás ideal é diretamente proporcional à variação da temperatura). Desta forma, além de aumentar o número de colisões das moléculas na unidade de tempo, cada colisão acontece com maior variação do momento linear (pois a velocidade das moléculas aumenta com o aumento da temperatura). Macroscopicamente tal ocorrência repercute como um aumento da pressão maior do que quando a temperatura permanece constante.

Exemplificando com o ar na temperatura ambiente (que é uma mistura de gases diatômicos como o nitrogênio e o oxigênio preponderantemente), uma redução lenta do volume para um quarto do valor inicial determina que a pressão quadruplique. Se a compressão é rápida, a mesma redução no volume acarreta um aumento da pressão em quase sete vezes (ao invés de quatro vezes) e a temperatura cresce 20^oC  para cerca de 240^oC.

Postagens sobre transformações adiabáticas:

GRÁFICOS DAS TRANSFORMAÇÕES GASOSAS ADIABÁTICAS  

Resfriamento do ar que expiramos devido à descompressão adiabática

Expansão do GLP e queda da temperatura

“Docendo discimus.” (Sêneca)