Explique o desenvolvimento do virial, e a relação dos termos com os intervalos de pressão. Defina a constante
(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 (
) 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:
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
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 (
). Essa constante é uma combinação das constantes físicas fundamentais e aparece em várias equações que descrevem o comportamento dos gases. O valor de
é aproximadamente:
Ela relaciona pressão, volume e temperatura na equação geral dos gases.
Passo 5
Por último, vamos falar sobre o fator de compressibilidade (
). Esse fator é usado para quantificar o quão próximo um gás real está do comportamento ideal. Ele é definido como:
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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constante.