Teoria Cinética dos Gases

A Teoria Cinética dos Gases foi sintetizada com o intuito de explicar as propriedades e o comportamento interno dos gases. Para isso utiliza-se um modelo, nesse modelo teórico as hipóteses impostas representam o que deve acontecer, em média, com as partículas de gases ideais.

Pode-se sintetizar a teoria cinética dos gases, ideais, nos seguintes enunciados:

• Os gases são formados por moléculas extremamente pequenas e com volume desprezível em comparação com as distâncias que as separam e ao tamanho do recipiente que as contém.
• As moléculas gasosas movimentam-se livremente ao acaso, em todas as direções e sentidos.
• A velocidade das moléculas depende de sua massa e, portanto, da natureza do gás.
• As moléculas, como todo corpo em movimento, possuem energia cinética.
• A energia cinética está relacionada com a temperatura e com a natureza do gás.
• Da colisão contínua das moléculas contra as paredes do recipiente que as contém resulta a pressão do gás.
• A energia cinética das moléculas conserva-se durante os choques destas com as paredes do recipiente ou com outras moléculas. 

De acordo com a teoria cinética dos gases, as moléculas gasosas encontram-se em movimento caótico com diferentes velocidades, chocando-se entre si e com as paredes do recipiente, de acordo com a figura abaixo. A força exercida com o choque das moléculas nas paredes por sua unidade de área corresponde à pressão do gás.

O vídeo a seguir explica detalhadamente esses processos:

Alguns experimentos que estão no nosso dia a dia:

Referências:
Química cidadã: materiais, substâncias, constituintes, química ambiental e suas implicações sociais, volume 1: ensino médio / Wildson Luiz Pereira dos Santos, Gerson de Souza Mól, (coords.). - 1. ed. - São Paulo: Nova Geração, 2010. - (Coleção química para a nova geração)

O que é um gás?

Já tratamos aqui no blog, sobre alguns conceitos sobre os gases e algumas propriedades, mas no fim ainda não apresentamos a definição de gás. 

Então, afinal o que é um gás?

No modelo cinético dos gases, as moléculas são consideradas como pontos infinitesimais que viajam em linhas retas até que eles sofrem colisões instantâneas. Fonte: http://quimicafv.blogspot.com.br/2012/02/modelo-cinetico-molecular.html

Bem, ainda precisamos de muitas definições e conceitos que veremos nas próximas postagens. Todavia, já podemos definir um gás da maneira como este é definido pela Teoria Cinética Molecular dos Gases, ou modelo cinético dos gases.

Lembrete: Todo modelo é uma construção imaginária que incorpora apenas as características consideradas importantes para a descrição do sistema físico em questão. Estas características são selecionadas intuitivamente ou por conveniência matemática. A validade de um modelo é determinada pela experimentação.

O modelo da teoria cinética para um gás ideal se baseia nas seguintes hipóteses:

1. O gás é constituído de massa m em movimento aleatório incessante.
2. As moléculas do gás em questão estão bastante distanciadas, existindo um imenso vazio entre elas.
3. Um gás dentro de um recipiente descreve um movimento retilíneo uniforme. Os choques entre as moléculas do gás e a parede do recipiente e entre as próprias moléculas (colisões) são completamente elásticos, isto é,  não há perda de energia cinética durante estes choques ou colisões.
4. Não há interação ou atração entre as moléculas dos gases, sedo que as moléculas de gás só interagem quando em contato nas colisões elásticas, que não são frequentes.

Uma colisão elástica é uma colisão em que a energia cinética de translação total se conserva (isto é, permanece constante).

O vídeo abaixo, apesar de estar em espanhol ilustra bem esse modelo cinético:

Veremos nas próximas postagens que estes postulados explicam propriedades importantes dos gases: a pressão, a relação entre esta e a temperatura ou o volume, as velocidades de difusão e efusão de gases e ainda mais.

Fonte:

Atkins, P. W. (Peter William), 1940 - Atkins, físico-química, v.2/ Peter Atkins, Julio de Paula.

O estado gasoso: http://www.qmc.ufsc.br/quimica/pages/aulas/gas_page1.html