Termodinâmica
Teoria Cinética dos Gases
Agora, queremos ir mais longe. Desejamos saber o que são os gases, intrinsecamente. Queremos saber por que eles se comportam do modo como se comportam. Desejamos olhar “dentro” dos gases!
Os gases são formados por partículas extremamente pequenas e invisíveis, mas que contêm alguma massa e estão em constante movimento. O espaço livre entre elas é bem maior, em média, do que elas próprias, ou seja, em um gás, a maior parte do espaço é vazia. No seu contínuo movimento, as partículas chocam-se entre si e com a parede dos recipientes onde o gás está contido. A pressão é justamente causada por isso: o choque contínuo das partículas do gás contra a parede do recipiente.
No caso da Lei de Boyle, por exemplo, à medida que o volume contrai, a pressão aumenta. Isso seria explicado pelo fato de que, à medida que o volume onde o gás está contido diminui, o caminho percorrido por uma partícula entre um choque e outro, contra as paredes do recipiente, diminuirá, ou seja, aumentará a frequência de choques contra as paredes do recipiente e, por conseguinte, a pressão. Bem, o caso inverso, de diminuição da pressão com o aumento do volume ocupado pelo gás, explica-se de maneira análoga, pela diminuição da frequência dos choques contra as paredes do recipiente.
A Teoria Cinética dos Gases:
I. O número de moléculas de um gás é grande, mas as moléculas são pequenas, então a distância média entre elas é grande em comparação ao seu tamanho;
II. Todas as moléculas são idênticas e cada uma possui massa;
III. As moléculas estão em constante movimento aleatório seguindo trajetórias em linha reta. Elas não interagem entre si e são consideradas partículas pontuais;
IV. As moléculas têm colisões elásticas com as paredes do recipiente;
V. O volume do recipiente em que o gás está contido é grande em comparação com o tamanho das moléculas. As paredes são rígidas e imóveis.
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A partir de (I) decorre que, a quantidade de moléculas é o que caracteriza o volume de um gás;
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Em (III) significa que o movimento causa a temperatura de um gás;
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A partir de (IV) conclui-se que a pressão de um gás é originada das colisões das moléculas;
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IV é a consequência de III e pode ser ilustrada por:
Como se fossem minúsculas bolas de pingue-pongue, as moléculas chocam-se violentamente umas com as outras e com as paredes do recipiente. Esses impactos produzem uma força total, que parecem um empurrão: é a pressão do gás.
