Explique o desenvolvimento do virial, e a relação dos termos com os intervalos de pressão. Defina a constante R (constante universal dos gases) e o fator de compressibilidade.

Passo 1

Beleza! A gente vai falar sobre o desenvolvimento do virial, como os termos desse desenvolvimento se relacionam com os intervalos de pressão, e também definir a constante universal dos gases ( R) e o fator de compressibilidade. Para isso, vamos precisar entender um pouco de termodinâmica dos gases e como eles se comportam sob diferentes condições de pressão e temperatura.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a equação do virial. Ela é uma maneira de descrever o comportamento de gases reais, que não se comportam exatamente como os gases ideais. A equação do virial é expressa como uma série:
PRT = 1Vm + B(T)Vm^2 + C(T)Vm^3 + dots
Aqui, é a pressão, é a temperatura, é o volume molar, e é a constante universal dos gases. Os termos etc., são os coeficientes viriais que dependem da temperatura.

Passo 3

O próximo passo é ver como esses termos PVm = RT etc., se relacionam com os intervalos de pressão. Em baixas pressões, o comportamento do gás é próximo ao ideal, então os termos superiores começam a influenciar menos. Ou seja, para pressões baixas, o primeiro termo domina, e a equação se aproxima da Lei dos Gases Ideais:
Conforme a pressão aumenta, os termos seguintes (como ) começam a ter mais impacto, corrigindo a equação para refletir interações entre as moléculas do gás.

Passo 4

Agora, vamos definir a constante universal dos gases ( R). Essa constante é uma combinação das constantes físicas fundamentais e aparece em várias equações que descrevem o comportamento dos gases. O valor de R = 8,314 , J/(mol·K) é aproximadamente:
Ela relaciona pressão, volume e temperatura na equação geral dos gases.

Passo 5

Por último, vamos falar sobre o fator de compressibilidade ( Z). Esse fator é usado para quantificar o quão próximo um gás real está do comportamento ideal. Ele é definido como:
Z = P VmR T
Se , o gás se comporta como um gás ideal. Valores diferentes de 1 indicam desvios devido a forças intermoleculares ou volume das moléculas.

Resposta

Então, resumindo, o desenvolvimento do virial ajuda a ajustar a equação dos gases para melhor representar gases reais através de termos que consideram interações e volume das moléculas. A constante universal dos gases conecta pressão, volume e temperatura, e o fator de compressibilidade mede o quanto o comportamento do gás real difere do ideal.

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