Como um gás exerce pressão?

by GREGO^®

Como será que um gás, com suas moléculas normalmente pequenas comparadas às outras,  muito afastadas entre si se compararmos as distâncias com o diâmetro da própria molécula do gás, e em movimento caótico consegue manter um balão cheio?

Lembre-se que nas CNTP (condições normais de temperatura e pressão) 22,4 litros de um gás qualquer possui exatamente 6,02 x 10²³ moléculas. O que é muito menos se compararmos com a quantidade de moléculas de água haveriam em 22,4 litros nas mesmas condições ou em um sólido qualquer de 22,4 litros nas mesmas condições.

A pressão exercida por um gás é resultado das inúmeras colisões de suas moléculas com as paredes do recipiente que o contém. Assista abaixo um vídeo com um modelo bem criativo de como isso pode acontecer.

Observe nesse vídeo abaixo o que acontece a um balão cheio de ar sob temperatura ambiente quando jogamos nitrogênio líquido a -190ºC sobre ele. No outro balão o cara simplesmente deixou escapar o ar de dentro.

Repare o ar gelado nas vizinhanças do balão é bem mais denso  que o ar atmosférico e vai direto para baixo por convecção.

O nitrogênio líquido, ao vaporizar rouba energia do balão e consequentemente do gás nele contido fazendo com que as suas moléculas percam energia que no caso dos gases é energia cinética. Perdendo energia cinética, a velocidade das moléculas diminui ocasionando uma diminuição no número de colisões das moléculas com as paredes do balão assim como das forças envolvidas durante as colisões o que faz com que a pressão diminua. A pressão atmosférica externa então esmaga o balão até ele parecer vazio. No entanto nenhuma molécula do gás escapou dali. Elas só estão bem mais lentas. É só deixá-las entrar em equilíbrio térmico de novo com o ambiente que o volume do balão se restabelece.

Os vídeos acima são fragmentos do Trabalho de final de curso, projeto “Fazendo seu vídeo” PR5/UFRJ. Clique aqui para assistir ao vídeo completo.