Para o
a
e
. Use a equação do virial para calcular a pressão de
de
(g) em um recipiente de
a
. Compare com o resultado para gás ideal.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa usar a equação do virial, que é uma ferramenta na termodinâmica para calcular a pressão de gases reais, levando em conta interações entre as moléculas. Para isso, vamos precisar dos valores de
e
, que são os coeficientes viriais, além da massa do etano (
), do volume do recipiente, e da temperatura. Também vamos comparar esse resultado com o de um gás ideal, que é um modelo simplificado onde não há interações entre as moléculas.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o número de mols de etano (
) presente na massa fornecida. A fórmula para isso é:
A massa molar do etano (
) é:
Então,
Passo 3
Agora, vamos usar a equação do virial para calcular a pressão do gás real. A equação do virial até o segundo termo é:
Onde:
-
é a pressão, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em Kelvin, -
é o volume molar ( ), -
é o segundo coeficiente virial.
Primeiro, convertemos a temperatura para Kelvin:
E o volume molar:
Agora, substituímos na equação do virial:
Passo 4
Agora, vamos calcular a pressão supondo que o gás se comporta como um gás ideal, onde a segunda e terceira termos da equação do virial são desprezados. A fórmula simplificada é:
Usando os valores já calculados:
Resposta
A pressão do etano (
) no recipiente é de aproximadamente 23,30 atm quando consideramos as interações reais entre as moléculas. Já para um gás ideal, a pressão seria de cerca de 23,49 atm. A diferença mostra como as interações moleculares afetam ligeiramente a pressão real em comparação com o modelo ideal.
Exercícios relacionados
Calcule a pressão em atm, exercida por
de
, comportando-se como (a) um gás perfeito, (b) um gás de van der Waals quando esta confinado nas seguintes condições: (i) a 500 K em
; (ii) a 273,15 K em
.
Considere uma mistura gasosa de 1 g de
e 1 g de
em um recipiente de 2 litros 27
. Calcular a pressão parcial de cada gás, a pressão total e a composição da mistura em percentagem molar.
A temperatura crítica do etano é
e a pressão crítica é
. Calcule o volume crítico usando: a) A equação do gás ideal; b) A equação de van der Waals, sendo que para um gás de van der Waals
, c) Compare os resultados com o valor experimental,
Desconsiderando qualquer efeito provocado por variações de volume, você esperaria que a força iônica (1) aumentasse, (2) diminuísse ou (3) permanecesse essencialmente constante pela adição de cloreto de ferro(III) a (b) NaOH ?