As transformações gasosas são importantes para entendermos o comportamento dos gases em diversas situações do dia a dia. Confira neste artigo exemplos reais dessas transformações.
No estudo da Termodinâmica, existem transformações gasosas especiais. Entre elas, podemos ressaltar as transformações isotérmica, isobárica, isovolumétrica e adiabática. Cada uma dessas transformações tem sua peculiaridade. Neste texto, traremos exemplos de situações reais nas quais se podem observar transformações gasosas.
Transformação adiabática
As transformações adiabáticas são aquelas em que não ocorre transferência de calor entre o gás e seu recipiente ou com o meio externo. Essas transformações ocorrem quando gases são armazenados em recipientes com isolamento térmico (como paredes de isopor) ou quando sofrem expansões ou contrações muito rápidas, de forma que não haja tempo suficiente para que a substância gasosa troque calor com o meio.
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Podemos tomar como exemplo a expansão sofrida pelos gases quando liberados do confinamento de sprays de aerossóis. Os gases saem com velocidade muito grande, de forma que não há tempo suficiente para trocas de calor. Além disso, a saída gasosa faz com que a temperatura do gás no interior do tubo caia em virtude da queda na pressão interna.
Os gases deixam os sprays aerossóis com alta velocidade e, por isso, não há troca de calor com o meio externo.
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Transformação isovolumétrica
As transformações isovolumétricas ocorrem quando os gases são mantidos em recipientes rígidos, com volume fixo. Nessas transformações, toda a quantidade de calor fornecida para o gás transforma-se em energia interna, pois não há expansão para que o gás realize trabalho.
Quando gases são aquecidos dentro da panela de pressão, seu volume não pode aumentar mais que o próprio volume do recipiente.
Um bom exemplo de transformação isovolumétrica é aquela que ocorre com o vapor de água dentro de uma panela de pressão. As panelas de pressão não têm um êmbolo móvel, que permitiria a variação de volume do gás. Dessa forma, quando aquecida, a pressão interna na panela aumenta, e o volume atinge um valor máximo. Nesse tipo de recipiente, há uma válvula de segurança para garantir que a pressão interna não ultrapasse os limites suportados por ele.
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Transformação isobárica
As transformações isobáricas ocorrem sob pressões constantes. Quando os gases mudam seu estado de volume e temperatura, mantendo sua pressão constante, dizemos que eles sofreram uma transformação isobárica
Um bom exemplo que pode ser tomado é o de uma bexiga cheia de ar. Quando a temperatura do gás dentro da bexiga aumenta, seu volume também aumenta. Processo semelhante ocorre quando a temperatura do gás dentro da bexiga diminui, já que seu volume também diminui. Dessa forma, o fator comum aos dois casos é a pressão externa, que se mantém constante.
O gás no interior dos balões de ar quente aumenta de volume e de temperatura, mas sua pressão permanece constante.
Transformação isotérmica
As transformações isotérmicas ocorrem sem que haja variações na temperatura dos gases. Geralmente, essas transformações são muito lentas, uma vez que variações bruscas na pressão ou no volume de um gás podem produzir uma mudança em sua temperatura.
Um exemplo prático desse tipo de transformação pode ser obtido ao inserirmos uma pequena bexiga cheia de ar no interior de uma seringa, também cheia de ar. Tampamos a saída de ar da seringa e apertamos seu êmbolo de forma que a pressão no interior da seringa aumente gradativamente, e o volume da pequena bexiga fique ainda menor. Como o processo é feito de forma lenta, as variações de pressão e de volume na pequena bexiga não afetarão sua temperatura.
Se pressionarmos o êmbolo da agulha com sua extremidade tampada, o volume das esferas tende a diminuir, enquanto sua temperatura permanece constante.