Os gases são compostos extremamente importantes para a origem e manutenção da vida na Terra, como mostra o caso do oxigênio que respiramos. Por outro lado, eles também são responsáveis pela ameaça à existência do planeta e da humanidade, o que pode ser visto na poluição atmosférica e nas suas consequências, como o “efeito estufa”, o aquecimento global e as chuvas ácidas.
Além disso, os gases também são muito usados em processos necessários do cotidiano, tais como no enchimento de pneus dos automóveis, nos fogões para cozinhar comida e em reações nos laboratórios e indústrias químicas.
Essas informações nos mostram que estudar as principais características dos gases é imprescindível, pois, com isso, é possível entender os problemas ambientais que estamos enfrentando, prover meios de sustentar e salvar vidas, fabricar novos produtos para o dia a dia e assim por diante.
Os gases são compostos de partículas minúsculas, que podem ser átomos ou moléculas. Mas, visto que não é possível visualizar esses componentes dos gases, o seu comportamento e as suas características baseiam-se num modelo ideal (teoria cinética dos gases).
Assim, as principais características dos gases ideais são:
- As suas partículas encontram-se bastante afastadas umas das outras, movimentando-se continuamente de maneira desordenada. Esse movimento veloz dos gases é denominado de agitação térmica, pois conforme se aumenta a temperatura do sistema, mais rápido as partículas irão se movimentar.
A velocidade das partículas do ar atmosférico em condições normais de temperatura e pressão é de aproximadamente 1400 km/h.
- Devido a essa movimentação, as partículas dos gases estão constantemente chocando-se umas com as outras e com as paredes do recipiente. Esses choques contra as paredes do recipiente exercem uma determinada força por unidade de área, que é a pressão exercida pelo gás. Além disso, esses choques ocorrem de forma perfeitamente elástica, o que significa que ocorrem sem variação da energia cinética total;
- Os gases possuem grande expansibilidade e compressibilidade, portanto, o seu volume será exatamente o volume do recipiente em que estão contidos. Quando não estão em um recipiente, eles não possuem forma definida nem volume constante;
- Os gases possuem massa. Quando a massa de um gás é igual à sua forma no estado líquido ou no sólido, ele ocupa um volume muito maior do que se estivesse em algum desses dois estados físicos;
- Eles são menos densos que os sólidos e os líquidos;
- Possuem grande dilatabilidade com a variação da temperatura, ou seja, dilatam-se ao receber calor;
- Um gás sempre se mistura uniformemente com outros gases. Um exemplo é o ar, que é uma mistura de vários gases, sendo que os principais são o gás nitrogênio (N2) e o oxigênio (O2);
- As variáveis de estudo dos gases são a pressão, o volume e a temperatura.
Essas características ocorrem perfeitamente em um gás ideal e não em um gás real, porque na prática, quando a pressão está muito elevada e/ou a temperatura está muito baixa, o volume do gás diminui e as partículas ficam próximas umas das outras, ocorrendo interações intermoleculares. Já no modelo do gás ideal, essas interações não são consideradas.