Calimero0000: uma edição

2013-04-20T17:00:06Z

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{{sem-fontes|data=junho de 2009}}
{{mini-desambig|outros sentidos do termo|Gas}}
[[Imagem:Gas particle movement.svg|direita|thumb|180px|Um gás é formado de partículas ([[átomo]]s, [[molécula]]s, ou [[íon]]s) que deslocam-se livremente.]]
Em [[Física]], '''gás''' é um dos [[estados da matéria]], não tem forma e volume definidos, e consiste em uma coleção de partículas ([[molécula]]s, [[átomo]]s, [[íon]]s, [[elétron]]s, etc.) cujos movimentos são aproximadamente aleatórios.

== Características físicas ==
Devido a natureza elétrica das partículas acima mencionadas, um [[campo de força]] é presente em todo o espaço à sua volta. As interações entre estes campos de força de uma partícula para a próxima dão origem as [[forças intermoleculares]]. Dependentes da distância, estas forças intermoleculares influenciam o movimento dessas partículas, e conseqüentemente, suas propriedades termodinâmicas. À temperaturas e pressões características de muitas aplicações, essas partículas são normalmente muito separadas. Esta separação corresponde a uma força atrativa muito fraca. Como resultado, para muitas aplicações esta força intermolecular torna-se insignificante.

Um gás também apresenta as seguintes características:
* [[Densidade]] relativamente baixa e [[viscosidade]] comparável a dos estados [[sólido]] e [[líquido]].
* [[Volume]] muito sensível as mudanças na [[temperatura]] ou [[pressão]], por isso o termo "compressíveis".
* Difusão rápida, espalhando-se rapidamente, de forma a distruibuir-se homogeneamente e preencher totalmente qualquer [[recipiente]].

=== Pressão ===
{{Artigo principal|[[Pressão]]}}
Ao descrever um recipiente de gás, o termo [[pressão]] (ou pressão absoluta) refere-se a razão entre a força média que o gás exerce na superfície do recipiente e a área dessa superfície. Dentro deste recipiente, às vezes é mais fácil visualizar as partículas de gás movendo-se em linhas retas até colidirem com o recipiente (conforme o diagrama na introdução). A força aplicada por uma partícula de gás dentro do recipiente durante esta colisão é a mudança de [[momento linear]] (o produto da massa e velocidade) desta partícula.<ref>{{cite book|pages=319–20|author=J. Clerk Maxwell|title=Theory of Heat|year=1904|isbn=0486417352|publisher=Dover Publications|location=Mineola}}</ref> Note-se que durante uma colisão apenas a componente normal da velocidade muda, e portanto, uma partícula viajando paralela à parede nunca tem seu momento alterado. Assim, a força média sobre a superfície deve ser a mudança média na [[momento linear]] causada por todas essas colisões de partículas de gás. Mais precisamente, a pressão é a soma de todas as componentes normais das forças exercidas pelas partículas impactando as paredes do recipiente dividida pela área da superfície da parede.

=== Temperatura ===
{{Artigo principal|[[Temperatura termodinâmica]]}}
A velocidade de uma partícula de gás é proporcional à sua [[temperatura absoluta]]. A temperatura de qualquer sistema físico está relacionada aos movimentos das partículas (moléculas e átomos) que compõem o gás.<ref>See pages 137–8 of Society, Cornell (1907).</ref> Em [[mecânica estatística]], a temperatura é a medida da energia cinética média das partículas. Os métodos de armazenar essa energia são ditados pelos [[Grau de liberdade|graus de liberdade]] da própria partícula. A energia cinética adicionada (processo [[endotérmico]]) às partículas de gás devido às colisões produz movimento linear, rotacional, e vibracional também. Por outro lado, uma molécula em estado sólido só pode ter aumentado pela adição de calor o seu modo de vibração, pois a estrutura cristalina reticulada impede movimentos lineares e rotacionais. Estas moléculas de gás aquecido têm uma faixa maior de velocidades, que variam constantemente devido a colisões constantes com outras partículas. A faixa de velocidade pode ser descrita pela [[distribuição de Maxwell-Boltzmann]], sendo essa distribuição uma aproximação para um [[gás ideal]] próximo do [[equilíbrio termodinâmico]] para o sistema de partículas considerado.

=== Volume específico ===
{{Artigo principal|[[Volume específico]]}}

=== Densidade ===
{{Artigo principal|[[Densidade]]}}

== Escala microscópica ==
=== Teoria cinética ===
{{Artigo principal|[[Teoria cinética]]}}
A teoria cinética provê ''insights'' sobre as propriedades macroscópicas dos gases, considerando sua composição molecular e movimento. Começando com as definições de [[momento]] e [[energia cinética]],<ref>For assumptions of Kinetic Theory see McPherson, pp.60–61</ref> e usando a conservação de momento e relações geométricas de um cubo para para relacionar propriedades do sistema macroscópicas de temperatura e pressão com propriedades microscópicas de energia cinética por molécula. A teoria fornece valores médios para estas duas propriedades.

A teoria também explica como o sistema gasoso responde a mudanças. Quando um gás é aquecido, a velocidade das partículas aumenta. Isto resulta em um número maior de colisões por segundo com as paredes do recipiente devido as velocidades serem maiores com a temperatura mais elevada. E isto explica o aumento de pressão com o aumento da temperatura.

=== Movimento browniano ===
{{Artigo principal|[[Movimento browniano]]}}

O movimento browniano é o modelo matemático usado para descrever o movimento aleatório de partículas suspensas em um fluido. Em 1905, Albert Einstein, por meio da teoria cinética dos gases, explicou os movimentos que foram observados por Brown.<ref>http://e-fisica.fc.up.pt/edicoes/2a-edicao/projectos/movimento-browniano/apresentacao</ref>

=== Forças intermoleculares ===
{{Artigo principal|[[Força intermolecular]]}}

== Modelos simplificados ==
{{Artigo principal|[[Equação de estado]]}}

=== Gás real ===
{{Artigo principal|[[Gás real]]}}
Se for desejado refinar ou medir o comportamento de um gás que escapa de um comportamento ideal, deve-se recorrer às equações de gases reais, que são mais variadas, e quanto mais precisas também são mais complicadas.

Os gases reais não se expandem infinitamente. Isto se deve a que entre suas partículas, quer sejam [[Átomo|átomos]] como nos gases nobres ou [[Molécula|moléculas]] como no (O2) e na maioria dos gases, se estabelecem umas forças bastante pequenas, devido aos mudanças aleatórias de suas carga eletrostáticas, a que se chama [[forças de Van der Waals]].

O comportamento de um gás geralmente concorda mais com o comportamento ideal quanto mais simples for sua fórmula química e quanto menor for sua [[reatividade]] (tendencia a formar compostos). Assim, por exemplo, os [[gases nobres]] por serem compostos de moléculas monoatômicas e terem baixíssima reatividade, sobre tudo o [[hélio]], têm um comportamento bastante próximo ao ideal. Os seguem os gases diatômicos, em particular o menos denso, o [[Di-hidrogênio|hidrogênio]]. Menos ideais são os tri-atômicos, como o [[dióxido de carbono]]; o caso do [[vapor de água]] é ainda pior, já que a molécula, por ser polar, tende a estabelecer [[Ligação por ponte de hidrogênio|pontes de hidrogênio]], o que reduz ainda mais a idealidade. Dentre os gases orgânicos, o que tem o comportamento mais próximo do ideal é o [[metano]] perdendo idealidade a medida que se engrossa a cadeia de carbono. Assim, o [[butano]] tem um comportamento bem distante da idealidade. Isso ocorre porque quanto maiores os constituintes da partícula do gás, maior a probabilidade de colisão e interação entre eles, um fator que diminui a idealidade. Alguns desses gases podem ser razoavelmente bem aproximados pelas equações ideais, enquanto em outros casos exigirão o uso de equações obtidas empiricamente, muitas vezes a partir do ajuste de parâmetros. Também se perde idealidade em condições extremas, tais como pressão muito alta ou temperaturas muito baixas. Por outro lado, o acordo com a idealidade pode aumentar em pressões baixas ou altas temperaturas.

=== Gás ideal ===
{{Artigo principal|[[Gás ideal]]}}

=== Gás perfeito ===
{{Artigo principal|[[Gás perfeito]]}}

==== Termicamente perfeito ====
{{Artigo principal|[[Gás termicamente perfeito]]}}

== Síntese histórica ==
=== Lei de Boyle ===
{{Artigo principal|[[Lei de Boyle]]}}
Para uma certa quantidade de gás a temperatura constante, sua pressão é inversamente proporcional ao volume que ocupa.

Matematicamente:

:<math>P_1V_1=P_2V_2\,</math>

=== Lei de Charles ===
{{Artigo principal|[[Lei de Charles]]}}
A uma pressão dada, o volume ocupado por uma certa quantidade de um gás é diretamente proporcional a sua temperatura.

Matematicamente:

:<math>\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}</math>   ou   <math>\frac{V_1}{V_2}=\frac{T_1}{T_2}</math>.

=== Lei de Gay-Lussac ===
{{Artigo principal|[[Lei de Gay-Lussac]]}}
A pressão de uma certa quantidade de gás, que se mantém a volume constante, é diretamente proporcional à temperatura:

: <math>\frac{P_1}{T_1}=\frac{P_2}{T_2} </math>

=== Lei de Dalton ===
{{Artigo principal|[[Lei de Dalton]]}}

A pressão de uma mistura de gases é igual a soma das pressões de todos os gases constituintes.

Matematicamente:

'''''Ptotal = P1 + P2 + ... + Pn'''''

== Tópicos especiais ==
==== Compressibilidade ====
{{Artigo principal|[[Fator de compressibilidade]]}}

==== Número de Reynolds ====
{{Artigo principal|[[Número de Reynolds]]}}

==== Viscosidade ====
{{Artigo principal|[[Viscosidade]]}}
[[File:Vortex-street-1.jpg|thumb|Visão de satélite de um padrão climático mostra um padrão de nuvens turbulentas único chamado de [[vórtice de von Kármán]].]]

A viscosidade, uma propriedade física, é uma medida de quão bem as moléculas adjacentes atém umas as outras. Um sólido pode resistir a uma força de cisalhamento devido à intensidade dessas forças intermoleculares "pegajosas". Um fluido ira continuamente deformar-se quando submetido à mesma intensidade. Já um gás, apesar de ter um valor de viscosidade menor que o de um líquido, ainda é uma propriedade observável. Se os gases não tivessem viscosidade, então eles não grudariam na superfície de uma asa e nem formariam uma camada limite. Mas um estudo das asas deltas em imagens [[Fotografia Schlieren|Schlieren]] revela que as partículas de gás grudam-se umas as outras.

==== Turbulência ====
{{Artigo principal|[[Turbulência]]}}
[[File:Schlierenfoto Mach 17 Delta - NASA.jpg|thumb|[[Asa delta]] em um túnel de vento. As sombras se formam de acordo com as mudanças de índices de refração dentro do gás enquanto ele é comprimido na borda da asa.]]

Em dinâmica dos fluidos, a ''turbulência''' ou ''fluxo turbulento'' é um regime de fluxo caracterizado por alterações caóticas e estocásticas. Isto inclui a difusão de baixo impulso, convecção de alto impulso e rápida variação da pressão e da velocidade no espaço e no tempo. A visão de satélite do tempo ao redor das [[Ilhas Robinson Crusoe]] ilustra apenas um exemplo.

==== Camada limite ====
{{Artigo principal|[[Camada limite]]}}

==== Princípio da máxima entropia ====
{{Artigo principal|[[Princípio da máxima entropia]]}}

==== Equilíbrio termodinâmico ====
{{Artigo principal|[[Equilíbrio termodinâmico]]}}


== Efeitos fisiológicos ==
Outra classificação possível para os gases é aquela que considera os efeitos para a saúde humana, quando inalados. Assim, há os inofensivos ([[oxigênio]], [[hélio]]), quando dispersos em quantidade normal na [[atmosfera]], e os venenosos (capazes de [[matar]]). Dentre os últimos podemos citar:

* [[Tóxicos]]: [[ácido cianídrico]] (produz a morte quase instantaneamente), [[amoníaco]] do [[anidro sulfuroso]], [[benzina]], [[iodacetona]], [[cianuretos]] [[alcalinos]] de [[potássio]], [[sódio]] etc.
* [[Asfixiantes]]: que provocam a cessação das [[trocas orgânicas]] (provocando a redução do teor de oxigênio e o consequente aumento de [[gás carbônico]] no [[sangue]]) tais como [[oxicloreto]], [[tetraclorossulfureto de carbono]], [[cloroformiato de metila clorado]], [[bromo]], [[fosgeno]].

{{referências}}

== {{Ver também}} ==
{{correlatos|wikcionário=Gás|wikilivros=Introdução à Química/A fase gasosa}}
* [[Termodinâmica]]

{{Esboço-física}}

{{DEFAULTSORT:Gas}}
[[Categoria:Fases da matéria]]
[[Categoria:Gases]]
[[Categoria:Estados físicos da matéria]]

Gás - Histórico de revisões

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