Assinale a alternativa incorreta e justifique:
quando se assume que o gás
comporta-se como gás ideal, implica que a velocidade do gás a
é aproximadamente 8% maior do que a velocidade desse se gás quando se comporta como real.
quando se assume que o gás
Passo 1
Então, o enunciado diz que “quando se assume que o gás N₂ se comporta como gás ideal, a velocidade dele a 25 °C é cerca de 8 % maior do que quando ele se comporta como real”. O que a gente tem que fazer aqui é identificar que essa afirmação é a alternativa incorreta e explicar por quê. O conteúdo envolvido é a Teoria Cinética dos Gases, mais especificamente o conceito de velocidade quadrática média (ou raiz média quadrática) das moléculas, e vamos precisar da fórmula
onde R é a constante dos gases, T a temperatura em Kelvin e M a massa molar.
Passo 2
Vamos lembrar de onde vem essa fórmula e o que ela diz. A Teoria Cinética dos Gases parte do princípio de que as moléculas têm energia cinética média ligada à temperatura, e mostra que
Note que nessa expressão não aparece pressão nem volume nem fator de compressibilidade (Z). Ou seja, a velocidade quadrática média depende apenas de T e M. Isto vale para um gás ideal, mas mesmo para um gás real (desde que não esteja perto de condições de liquefação ou altíssimas pressões), a distribuição de velocidades ainda obedece à mesma estatística de Maxwell e a temperatura continua definindo a energia cinética média.
Passo 3
Agora, se a
depende só de
e
, e tanto no “gás ideal” quanto no “gás real” estamos fixando
e
, então as duas velocidades são exatamente iguais. Não faz sentido ter uma diferença de 8 %.
Resposta
A alternativa incorreta é a que afirma essa diferença de cerca de 8 % na velocidade. Na realidade, a velocidade quadrática média do N₂ a 25 °C, seja tratado como gás ideal ou real, é a mesma, pois depende apenas de temperatura e massa molar.