Aula 116 — Equação de Clapeyron
50 minObjetivo geral
Compreender a equação de Clapeyron, que relaciona pressão, volume, quantidade de matéria e temperatura de um gás ideal.
Objetivos específicos
- Enunciar a equação de Clapeyron (PV = nRT)
- Identificar cada termo e sua unidade, incluindo a constante R
- Resolver problemas usando a equação de Clapeyron
Conhecimentos prévios
- Equação geral dos gases
- Conceito de mol
Recursos didáticos
- Quadro
- Slides
- Tabela de valores da constante R conforme a unidade de pressão
Desenvolvimento da aula
Acolhida e Sondagem
5 min · Ausubel (aprendizagem significativa)Sondar o que os alunos já sabem sobre o tema, retomando a aula anterior e conectando com o conhecimento prévio.
Problematização Inicial
5 min · Bachelard (obstáculo epistemológico)As leis anteriores relacionam P, V e T de UMA amostra de gás antes e depois de uma transformação. Como calcular o valor absoluto de uma dessas variáveis, sabendo a quantidade de gás?
Desenvolvimento Conceitual
20 min · Exposição dialogadaApresentar a equação de Clapeyron (equação de estado dos gases ideais): PV = nRT, onde P é a pressão, V o volume, n o número de mols, T a temperatura em Kelvin, e R a constante universal dos gases (valor depende da unidade de pressão usada, ex.: 0,082 atm·L/mol·K). Diferenciar essa equação das leis anteriores: Clapeyron permite calcular o valor absoluto de uma variável a partir das outras, sem precisar de um 'antes e depois'.
Resolução Guiada
10 min · Vygotsky (zona de desenvolvimento proximal)Resolver em conjunto um problema de cálculo direto usando PV = nRT.
Exercícios de Fixação
7 min · Prática independenteExercícios sobre a equação de Clapeyron.
Síntese e Fechamento
3 min · ConsolidaçãoRetomar os pontos-chave da aula e conectar com a próxima aula do módulo.
Avaliação formativa
Verificação da aplicação correta da equação PV = nRT, incluindo a escolha do valor correto de R.
Lista de exercícios
1. Calcule a pressão de 2 mols de um gás ideal em um recipiente de 10 L a 300 K (R = 0,082 atm·L/mol·K).
Gabarito: PV = nRT → P×10 = 2×0,082×300 → P = 49,2/10 = 4,92 atm.
2. Qual a diferença entre a equação geral dos gases e a equação de Clapeyron?
Gabarito: A equação geral compara duas situações (antes e depois) da mesma amostra de gás; Clapeyron calcula o valor absoluto de uma variável numa única situação, incluindo o número de mols.
Observações e extensão
Próxima aula: misturas gasosas e pressão parcial (Lei de Dalton).