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A Teoria Cinética dos Gases
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Uma característica importante do comportamento dos gases é um fenômeno conhecido como movimento Browniano.
Este fenômeno descreve o movimento irregular de partículas, extremamente pequenas, quando suspensas em um líquido ou gás. O movimento Browniano é tanto mais intenso quanto maior for a temperatura ou menor a partícula.
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O movimento das partículas reflete indiretamente o movimento das moléculas que compõem o gás e contradiz a idéia de que estas estariam em repouso.
A descoberta do movimento Browniano contribuiu para o desenvolvimento da Teoria Cinética dos Gases e seus postulados podem ser assim enunciados:
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- Os gases são formados por moléculas que, em média, ficam distantes uma das outras fazendo com que o seu volume seja desprezível em comparação ao espaço vazio que existe entre elas;
- Em um gás perfeito não existem forças de atração entre as moléculas;
- As moléculas de um gás apresentam um movimento rápido e desordenado, colidindo entre si e com as paredes do recipiente que as contém. Em cada colisão, admite-se que não há perda da energia cinética total, embora ocorra uma troca de energia entre as moléculas que colidem.
- Em um conjunto de moléculas de um gás, em um certo instante, diferentes moléculas podem possuir velocidades diferentes e, assim, possuir energias cinéticas diferentes. De qualquer forma, considera-se que a energia cinética média de todas as moléculas é diretamente proporcional à temperatura absoluta.
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Com o modelo proposto na Teoria Cinética dos Gases, pode-se explicar algumas características fundamentais que influenciam as propriedades física dos gases. Assim, um gás ocupa todo o volume do recipiente em que se encontra, pois suas moléculas em movimento só tendem a interromper seu movimento quando encontram um obstáculo: em parte por causa da “inexistência” de forças atrativas entre as moléculas vizinhas. Os gases exercem pressão porque suas moléculas colidem com as paredes do recipiente que as contém. É como se cada molécula provocasse um pequeno empurrão no recipiente. Finalmente, a temperatura fornece uma medida quantitativa da velocidade média das moléculas constituintes de um gás.
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Com a Teoria Cinética, as Leis dos Gases puderam ser melhor compreendidas. Estas leis podem ser assim explicadas:
Lei de Boyle: A pressão exercida por um gás depende do número de impactos sofridos pela superfície do recipiente em razão do movimento das moléculas. A uma temperatura constante, as moléculas movem-se com a mesma velocidade, assim, se o volume é reduzido, o espaço livre para as moléculas moverem-se é logo reduzido, as paredes do recipiente em que se encontra o gás irão sofrer um maior número de choques por unidade de tempo e a pressão observada será maior em um volume menor.
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Lei de Charles-Gay Lussac - O gás provoca um aumento da energia cinética média das moléculas. As moléculas se deslocam com maior energia e colidem com mais freqüência e maior intensidade com as paredes do recipiente em que se encontra o gás, provocando o aumento de pressão.
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Lei de Dalton - Em um gás perfeito ou ideal a atração entre as moléculas é inexistente. Assim, numa mistura de gases, as moléculas de cada gás colidem com as paredes do recipiente com a mesma freqüência e força, independentemente de sua natureza. Logo, a pressão parcial de um gás não se altera com a presença de outros gases no recipiente.
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