ROTEIRO DE EXPLORAÇÃO do MOLECULARIUM
PRESSÃO DE UM GÁS
12º ANO
OBJECTIVOS:
- Relacionar entre si pressão, temperatura e volume de um gás.
- Reconhecer a pressão de um gás como manifestações de energia cinética molecular.
- Efectuar cálculos baseados na equação dos gases ideais.
1 – Acesso à simulação
Para poder aceder ao módulo de pressão do Molecularium off line, introduzir o CDrom Molecularium no leitor de CD e aguardar que surja o layout de entrada. Caso contrário, clicar em e:\ no ícone index.html. No layout de entrada do site, deve-se seleccionar o módulo Pressão de um gás.
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2 – O módulo de Pressão
Antes de iniciar a simulação é conveniente reconhecer que a substância que se encontra dentro do recipiente (considerado fechado) é um gás (A). As moléculas são representados por pequenas esferas brancas.
O dispositivo referido pela letra E pretende representar um manómetro, que serve para indicar a variação da pressão do sistema. Este gira no sentido dos ponteiros do relógio para representar uma subida de pressão.
A letra B assinala a equação que traduz a lei dos gases ideais e que estabelece a relação entre a pressão e os outros parâmetros da equação.
A letra C assinala o significado de cada uma das variáveis referidas na equação apresentada em B. É possível alterar algumas variáveis (D).
3 - Dar inicio à simulação:
No local assinalado pela letra D, levar o cursor até à primeira casa roxa localizada numa célula referente ao número de moléculas existentes no interior do recipiente. Clicar nesta casa (deve aparecer um sinal em forma de V idêntico aos já existentes). Isto simula um aumento do número de moléculas no interior do recipiente.
A seta branca assinala os sinais + e – indicadores, respectivamente, de um aumento ou de uma diminuição do número de moléculas presentes no recipiente.
Proceder de forma idêntica para as células correspondentes ao volume e à temperatura, por forma a colocar em - todas as variáveis em estudo.
Observar o manómetro (P) e o interior do recipiente e registar as observações na tabela seguinte.
Repetir o procedimento referido anteriormente para cada uma das situações sugeridas na tabela e fazer o seu registo.
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N |
V |
T |
P |
Energia cinética das moléculas no interior do recipiente ( >, < ou = que na situação anterior) |
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Nota: para as questões seguintes poderá revisitar e voltar a manipular a simulação.
4 - Que conclusões podem ser obtidas com base nestas observações relativamente às questões seguintes:
A- Em que situação se verifica uma maior pressão?
B- Em que situação se obtém a pressão mais baixa?
C- Referir o que acontece aos movimentos das moléculas nas condições anteriormente citadas.
D- Mantendo a mesma quantidade de moléculas e a temperatura constante, será que um aumento de volume provoca um aumento de pressão (sim ou não)? como se explica microscopicamente?
E- A pressão estará directamente relacionada com a agitação das partículas e consequentemente com a energia cinética molecular? Em que medida?
F- Nas latas de aerossóis é frequente
aparecerem avisos de segurança como os da imagem ao lado, que referem: não
expor a temperaturas superiores a 50 ºC. Porque não se podem expor estas
latas a temperaturas elevadas? Explicar:
a) Com base na variação das grandezas P e T.
b) Do ponto de vista microscópico.
5 – Questões de escolha múltipla.
Seleccionar a resposta correcta para cada questão seguinte.
A- Se se duplicar a pressão de uns pneus, sem a introdução de mais ar e não se verificando diferenças na temperatura, o volume destes, irá:
a) reduzir-se para metade;
b) aumentar de ½;
c) duplicar;
d) manter-se idêntico.
B- Ao fim de 2 horas de viagem, a pressão no interior dos pneus aumentou ligeiramente, o que significa que, considerando desprezável a sua dilatação, a sua temperatura:
a) aumentou ligeiramente;
b) diminui ligeiramente;
c) aumentou muito;
d) diminui pouco.
C- Se a pressão dos pneus não se tiver alterado, mas no entanto, se tiver verificado um aumento de 5 % no volume destes, no final da viagem, isto significa que:
a) a temperatura dos pneus teve que diminuir 5 %;
b) a temperatura dos pneus teve que aumentar 5 %;
c) a temperatura dos pneus teve que diminuir mais de 5 %;
d) a temperatura dos pneus teve que aumentar mais de 5 %;
6 – Exercício de cálculos usando a expressão PV= nRT
Sabendo que: R = 0,08205 atm dm3 mol-1
K-1; 1 atm 
105 Pa; T (K) = T (ºC) + 273
A – Qual será o número de moles de um gás ideal que, à temperatura de 27 ºC e à pressão de 1,0 atm ocupa o volume de 123 dm3.
B - A que temperatura, 200,0 mol de um gás ideal ocupariam 0,500 m3 à pressão de 106 Pa?
C - Qual será o volume molar (volume ocupado por uma mole) de um gás ideal nas condições padrão (25,0 ºC e 1,00 atm)?
7 - Fazer uma análise critica da simulação e das suas limitações nos seguintes pontos.
a) Tamanho das moléculas.
b) Velocidade dos movimentos moleculares.
c) Forma das moléculas.
d) Densidade das moléculas no recipiente e noção de gás ideal.