Calcule a pressão exercida por 1,0 mol de H2 S, comportando-se como (a) um gás perfeito, (b) um gás de van der Waals quando está confinado nas seguintes condições: (i) a 273,15 K em 14,0 dm^3; (ii) a 500 K em 200 cm^3. Use os dados da Tabela 1.6.

Passo 1

Beleza, aqui a questão pede pra calcular a pressão de 1,0 mol de H₂S em duas situações (i) a 273,15 K e V = 14,0 dm³; (ii) a 500 K e V = 200 cm³, usando (a) o gás ideal e (b) a equação de van der Waals.
Conteúdo:
  • Lei dos gases ideais: l(P + a,n^2V^2r),(V - n,b) = n,R,T .
  • Equação de van der Waals:
a = 4,17;L^2,bar,mol^-2, b = 0,050;L,mol^-1
O que precisamos:
  • Converter volumes para litros (1 dm³ = 1 L; 1 cm³ = 10⁻³ L).
  • Constante dos gases .
  • Constantes de van der Waals para H₂S (tabela 1.6):

Passo 2

Condição (i): T = 273,15 K, V = 14,0 dm³ = 14,0 L.
(a) gás ideal:
P = n,R,TV = 1,0;times0,08314;times273,1514,0 approx 22,7114,0 = 1,62;bar

Passo 3

Condição (i), (b) van der Waals:
P = n,R,TV - n,b ;-; a,n^2V^2
Calcule V – n b = 14,0 – 1,0×0,050 = 13,95 L.
nRTV-nb = 22,7113,95 = 1,628;bar, a,n^2V^2 = 4,17(14,0)^2 = 0,0213;bar
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P = 1,628 - 0,0213 = 1,61;bar

Passo 4

Condição (ii): T = 500 K, V = 200 cm³ = 0,200 L.
(a) gás ideal:
P = 1,0 times 0,08314 times 5000,200 = 41,570,200 = 207,85;bar approx 2,08times10^2;bar

Passo 5

Condição (ii), (b) van der Waals:
V – n b = 0,200 – 1,0×0,050 = 0,150 L.
nRTV-nb = 41,570,150 = 277,13;bar, a,n^2V^2 = 4,17(0,200)^2 = 4,170,040 = 104,25;bar
Então
P = 277,13 - 104,25 = 172,88;bar approx 1,73times10^2;bar

Resposta

(i) a) 1,62 bar b) 1,61 bar
(ii) a) 2,08×10² bar b) 1,73×10² bar

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