O que diferencia um gás real de um gás ideal? Defina o fator de compressibilidade (Z), quais as interpretações para
e
? Quais os efeitos da temperatura sobre Z?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício que você me enviou pergunta sobre a diferença entre um gás real e um gás ideal. Além disso, pede para definirmos o fator de compressibilidade
, interpretar os valores
,
e
, e entender como a temperatura afeta o
. Então, vamos precisar falar sobre as leis dos gases, entender o que é o fator de compressibilidade e como ele varia com a temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um gás ideal. Um gás ideal segue perfeitamente a equação de estado dos gases ideais:
Aqui,
é a pressão,
o volume,
o número de mols,
a constante dos gases e
a temperatura. Essa equação assume que as moléculas do gás não interagem e ocupam volume insignificante.
Passo 3
Mas, na realidade, os gases não se comportam exatamente assim. Eles têm interações entre as moléculas e ocupam um volume finito. Por isso, usamos o conceito de gás real, que corrige as discrepâncias da equação dos gases ideais.
Passo 4
Para medir quão próximo um gás real está de se comportar como um gás ideal, usamos o fator de compressibilidade
, que é definido pela relação:
Se
, o gás está se comportando como ideal. Se
, há repulsão entre as moléculas, e se
, há atração entre elas.
Passo 5
Vamos interpretar cada caso:
-
: O gás está seguindo exatamente a equação dos gases ideais, sem interações moleculares significativas. -
: As moléculas do gás estão se repelindo. Isso geralmente ocorre em altas pressões, onde as moléculas estão muito próximas umas das outras. -
: As moléculas estão se atraindo. Isso costuma acontecer em baixas temperaturas, onde as forças de atração se tornam mais relevantes.
Passo 6
Agora, sobre o efeito da temperatura no fator
:
-
Aumento da temperatura: As forças de atração entre as moléculas diminuem porque as moléculas se movem mais rapidamente, reduzindo
. -
Diminuição da temperatura: As forças de atração se tornam mais significativas, aumentando
.
No entanto, isso pode variar dependendo da pressão. Em geral, a temperatura influencia quão fortemente as moléculas interagem, afetando o valor de
.
Resposta
Um gás real difere de um gás ideal por apresentar interações moleculares e ocupar volume próprio, enquanto um gás ideal não tem essas características. O fator de compressibilidade
mede o desvio do comportamento ideal. Quando
, o gás se comporta como ideal; se
, há predominância de repulsões entre as moléculas; e se
, as forças de atração estão dominando. A temperatura afeta
de modo que aumentos na temperatura geralmente reduzem
, enquanto diminuições na temperatura tendem a aumentar
, refletindo mudanças nas interações moleculares.
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, a
.