Considerando que um mol de gás ideal de
-hexano a
ocupa um volume de 5 Le , sendo as constantes de van der Waals:
, calcule a pressão efetiva do gás e compare ao valor obtido pela equação do gás ideal. Qual deve ter o maior valor, porquê?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um mol de n-hexano, que é um gás, a 200°C ocupando um volume de 5 litros. Queremos calcular a pressão desse gás usando duas abordagens: a equação do gás ideal e a equação de van der Waals. Depois, vamos comparar os resultados e ver qual pressão é maior e por quê. Para isso, vamos precisar das constantes de van der Waals fornecidas:
e
.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a pressão usando a equação do gás ideal. A fórmula é:
Aqui:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é o número de mols, -
é a constante dos gases ideais ( ), -
é a temperatura em Kelvin.
Passo 3
Vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
Passo 4
Agora, substituímos os valores na equação do gás ideal para encontrar a pressão:
Passo 5
Agora, vamos usar a equação de van der Waals para calcular a pressão efetiva real do gás. A fórmula é:
Para simplificar, resolvemos para
:
Passo 6
Substituímos os valores na equação de van der Waals:
Resposta
A pressão calculada pela equação do gás ideal é aproximadamente 7,77 atm, enquanto pela equação de van der Waals é aproximadamente 6,66 atm. A pressão pelo gás ideal é maior porque essa equação não considera as interações entre as moléculas do gás nem o volume ocupado pelas moléculas, ao contrário da equação de van der Waals, que ajusta esses fatores, resultando em uma pressão efetiva menor.