Calcule o volume molar (Vm) do
a 300 K e 100 atm, utilizando a equação de van der Waals. Compare o resultado com o volume molar previsto pela equação do gás ideal (
). Determine o fator de compressibilidade (
) nessas condições e interprete o resultado em termos de desvio da idealidade.
Passo 1
O enunciado pede o volume molar
do nitrogênio
a
e
usando a equação de van der Waals, depois comparar com o volume molar ideal dado por
, e por fim calcular o fator de compressibilidade
. Vamos usar:
– Constantes de van der Waals para :
– Constantes de van der Waals para
– Constante universal dos gases:
Passo 2
A equação de van der Waals é
Substituindo
,
,
,
e
, obtemos
Passo 3
Para resolver numericamente fazemos iterações começando em
L/mol. Ajustando até satisfazer a equação, chega-se a
Passo 4
O volume molar ideal é
Passo 5
O fator de compressibilidade é
Passo 6
Como
, o volume real é menor que o ideal, indicando que, nessas condições, as forças de atração entre as moléculas dominam sobre as de repulsão, tornando o gás mais “compressível” que o ideal.
Resposta
Volume molar van der Waals:
;L/mol
Volume molar ideal: ;L/mol
Fator de compressibilidade: (desvio devido a atrações moleculares)
Volume molar ideal:
Fator de compressibilidade: