(a) Para o CO2(g) que ocupa volume de 1,0 L em temperatura constante |c|c|c|c| hline n (número de mol) & pco2 (gás ideal) & $p co2 (van der Waals) $ & % de desvio* hline 0,1 & & & hline 0,2 & & & hline 0,3 & & & hline 0,4 & & & hline 0,5 & & & hline , preencha a tabela abaixo com seus dados de pressão e o desvio percentual calculado entre o valor ideal e o “real” (equação de van der Waals).
n (número de mol) pco2 (gás ideal) %=p ideal -p real p real times 100 % de desvio*
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
  • CO2
    (b) Qual a relação entre a variação do número de mol de % com o de desvio? Justifique.

Passo 1

Beleza, vamos ter que comparar a pressão que o CO₂ faz se ele fosse um gás “ideal” com a pressão que ele realmente faz seguindo a equação de van der Waals. O enunciado pede que a gente monte a tabela para n = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 mol, mantendo o volume fixo em 1,0 L e T = 27 °C (300 K), e calcule o desvio percentual. Aqui o conteúdo é Termodinâmica/Química Física: lei dos gases ideais e equação de van der Waals. Vamos precisar das constantes do CO₂ (a e b), da constante dos gases R e da fórmula do desvio percentual.

Passo 2

Primeiro, anota aí as equações e constantes:
  1. Lei dos gases ideais:
prm ideal = nRTV
  1. Eq. de van der Waals:
prm vdW = nRTV - n,b ;-; al(nVr)^2
  1. Desvio percentual:
%;de desvio = prm ideal - prm vdWprm vdWtimes100%
Constantes para CO₂:
• a = 3,592 L²·bar/mol²
• b = 0,04267 L/mol
• R = 0,08314 L·bar/(mol·K)
T = 27 °C = 300 K, V = 1,0 L.

Passo 3

Vamos calcular cada linha da tabela usando as fórmulas do Passo 2.
Para cada n:
Após fazer as continhas (arredondando duas casas decimais), dá:
n (mol) | p₍ideal₎ (bar) | p₍vdW₎ (bar) | % de desvio
0,1 | 2,49 | 2,47 | 1,09%
0,2 | 4,99 | 4,89 | 2,05%
0,3 | 7,48 | 7,25 | 3,17%
0,4 | 9,98 | 9,58 | 4,18%
0,5 | 12,47 | 11,85 | 5,25%

Passo 4

Respondendo (b): conforme você aumenta a quantidade de mols (n), o desvio percentual cresce. Isso acontece porque, quanto mais moléculas você coloca no mesmo volume, mais relevantes ficam as interações (termo a) e o volume próprio das moléculas (termo b) – ou seja, pior o gás se comporta como “ideal”.

Resposta

Tabela de resultados:
n (mol) | p₍ideal₎ (bar) | p₍vdW₎ (bar) | % de desvio
0,1 | 2,49 | 2,47 | 1,09%
0,2 | 4,99 | 4,89 | 2,05%
0,3 | 7,48 | 7,25 | 3,17%
0,4 | 9,98 | 9,58 | 4,18%
0,5 | 12,47 | 11,85 | 5,25%
(b) O % de desvio aumenta com n, pois as correções de van der Waals (interação entre moléculas e volume ocupado por elas) ficam mais significativas em densidades maiores.

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