Em que condições de temperatura e pressão um gás real tem:
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Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão está perguntando em que condições de temperatura e pressão um gás real tem o fator de compressibilidade $ \mathrm{Z} $ maior que 1. Vamos trabalhar com a termodinâmica dos gases reais e entender o que afeta esse fator para resolver o problema.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o fator de compressibilidade $ \mathrm{Z} $. Ele é definido pela fórmula:
Onde:
- $ P $ é a pressão,
- $ V $ é o volume,
- $ n $ é a quantidade de substância,
- $ R $ é a constante dos gases,
- $ T $ é a temperatura.
Para um gás ideal, $ \mathrm{Z} = 1 $. Mas para gases reais, $ \mathrm{Z} $ pode ser maior ou menor que 1 dependendo das condições de temperatura e pressão.
Passo 3
Quando $ \mathrm{Z} > 1 $, isso indica que as moléculas do gás estão mais afastadas do que o previsto pelo modelo ideal, o que geralmente ocorre quando a repulsão entre as moléculas predomina sobre a atração. Isso tende a acontecer em altas temperaturas e/ou pressões baixas.
Passo 4
Vamos analisar cada condição:
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Alta temperatura ($ T $ alta): Aumentar a temperatura faz com que as moléculas se movam mais rapidamente e fiquem mais distantes umas das outras, reduzindo as forças de atração. Isso faz com que o volume seja maior, aumentando $ \mathrm{Z} $.
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Pressão baixa ($ P $ baixa): Com pressão baixa, as moléculas estão mais afastadas, o que diminui as atrações intermoleculares e as repulsões têm mais efeito, também contribuindo para $ \mathrm{Z} > 1 $.
Passo 5
Portanto, combinando essas observações, concluímos que um gás real apresenta $ \mathrm{Z} > 1 $ principalmente em condições de alta temperatura e baixa pressão.
Resposta
Um gás real tem $ \mathrm{Z} > 1 $ quando está submetido a altas temperaturas e baixas pressões.