Usando esta equação, determine se o gás torna-se mais ou menos ideal quando:
(a) O gás é comprimido à temperatura constante;
(b) Mais gás é adicionado ao sistema à temperatura e volume constante;
© A temperatura do gás é elevada a volume constante.
ATENÇÃO: cada resposta deve ser suportada pela aplicação da equação de van der Waals!!!

Passo 1

Primeiro, vamos entender o enunciado. Temos que analisar se um gás se comporta de forma mais ou menos ideal em três situações diferentes utilizando a equação de van der Waals. A equação de van der Waals é uma correção à equação dos gases ideais que leva em conta o volume das moléculas e as forças de atração entre elas. Para resolver, precisaremos aplicar essa equação em cada cenário apresentado.

Passo 2

Vamos relembrar a equação de van der Waals:
(P + a n^2V^2) (V - n b) = n R T
Aqui, é a pressão, o volume, o número de mols, a temperatura, a constante dos gases, e e são constantes específicas do gás que ajustam a pressão e o volume para desviar do comportamento ideal.

Passo 3

(a) Compressão do gás à temperatura constante:
Quando comprimimos o gás à temperatura constante, estamos diminuindo o volume . Na equação de van der Waals, ao diminuir , o termo diminui, o que aumenta a pressão . Além disso, o termo aumenta porque está ao denominador e está diminuindo. Isso significa que as interações reais se tornam mais significativas, fazendo o gás se comportar de forma menos ideal.

Passo 4

(b) Adição de mais gás à temperatura e volume constantes:
Ao adicionar mais gás, aumentamos o número de mols mantendo e constantes. Na equação de van der Waals, um aumento em aumenta o termo , reduzindo o volume efetivo , o que aumenta a pressão . Além disso, também aumenta com o aumento de . Assim, as interações reais ficam mais pronunciadas, fazendo o gás se comportar de forma menos ideal.

Passo 5

© Elevação da temperatura do gás a volume constante:
Ao aumentar a temperatura mantendo constante, na equação de van der Waals, um aumento em tende a aumentar o termo . Isso pode compensar o aumento dos termos e diminuir o efeito das forças de atração entre as moléculas. Com maior temperatura, as moléculas têm mais energia cinética para superar as forças intermoleculares, fazendo o gás se comportar de forma mais ideal.

Resposta

(a) Menos ideal;
(b) Menos ideal;
© Mais ideal.

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