Sabe-se que, para o cloro gasoso , as constantes de van der Waals são e . Calcule a pressão a que estará submetida uma amostra de de cloro num recipiente de 1 litro a :
Usando o diagrama reduzido de compressibilidade, considerando .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma amostra de cloro gasoso com massa de dentro de um recipiente de litro a uma temperatura de . O objetivo é calcular a pressão que esse gás está exercendo no recipiente. Para isso, vamos usar a equação de van der Waals e o diagrama reduzido de compressibilidade. Precisamos lembrar das constantes de van der Waals para o cloro: e .

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de cloro temos na amostra. Para isso, usamos a massa molar do cloro, que é . A fórmula para encontrar os mols ( ) é:

Passo 3

Agora, vamos transformar a temperatura de Celsius para Kelvin, porque nas equações de gás a temperatura precisa estar em Kelvin. A conversão é dada por:

Passo 4

Vamos calcular a temperatura reduzida ( ) e a pressão reduzida ( ) usando as temperaturas e pressões críticas fornecidas ( e ).
Primeiro, convertemos a temperatura crítica para Kelvin:
Agora, calculamos :
E a pressão reduzida ( ) será encontrada mais adiante usando a equação de van der Waals ajustada com o fator de compressibilidade.

Passo 5

Vamos usar a equação de van der Waals para relacionar pressão, volume, temperatura e o número de mols do gás:
Onde:
  • é a pressão que queremos encontrar,
  • e são as constantes de van der Waals,
  • é o número de mols,
  • é o volume,
  • é a constante dos gases ( ),
  • é a temperatura em Kelvin.
Substituindo os valores que já temos:
Vamos calcular cada parte passo a passo.

Passo 6

Primeiro, calculamos a parte dentro dos parênteses:
E:
Agora, a parte da direita da equação:
Substituindo de volta na equação:
Dividindo ambos os lados por :
Finalmente, isolamos :

Resposta

A pressão exercida pela amostra de cloro no recipiente é aproximadamente .

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Para a hídrogênio gasoso,
.
Calcular o quando 1 mol de hidrogênio é aquecido de até a temperatura de , a 1 atm de pressão. Calcular também a capacidade calorifica média do hidrogenio neste intervalo de temperatura.
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onde é o fator de qualidade (ou de mérito) do circuito. Um circuito com alto valor de possui baixa resistência e uma pequena fração de perda de energia por ciclo.