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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