Considere o BClH2. Em cada um dos casos a seguir, quando você espera que o fator de compressibilidade seja próximo da unidade? Explique.
(a) A 300 K, 10 bar ou a 300 K, 20 bar

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o enunciado está pedindo. A gente tem uma molécula de BClH2 e precisamos descobrir em qual das duas situações o fator de compressibilidade ( Z) está mais próximo de 1. As situações são:
  • a) A 300 K e 10 bar
  • b) A 300 K e 20 bar
Para resolver isso, vamos precisar saber:
  1. O que é o fator de compressibilidade ( Z).
  2. Quando o gás se comporta mais como um gás ideal (quando Z está perto de 1).
  3. Como temperatura e pressão afetam esse comportamento.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o fator de compressibilidade ( Z). Ele é definido pela fórmula:
Z = P VmR T
Onde:
  • P é a pressão do gás.
  • Vm é o volume molar.
  • R é a constante dos gases.
  • T é a temperatura.
Se Z = 1, o gás está se comportando como um gás ideal, que é uma simplificação onde as moléculas não interagem e ocupam volume zero.

Passo 3

Agora, quando é que um gás real se comporta mais como um gás ideal? Geralmente, isso acontece em:
  • Altas temperaturas: A energia cinética das moléculas é alta o suficiente para dominar as interações, tornando-as menos significativas.
  • Baixas pressões: As moléculas estão mais separadas, reduzindo as chances de interações entre elas.

Passo 4

No nosso caso, a temperatura é a mesma nas duas situações: 300 K. Então, a diferença está na pressão: 10 bar versus 20 bar.
Como a pressão mais baixa favorece o comportamento ideal, a 10 bar, as moléculas de BClH2 estão menos comprimidas, o que significa que as interações entre elas são menores. Isso faz com que o fator de compressibilidade ( Z) esteja mais próximo de 1.

Passo 5

Já a 20 bar, a pressão é o dobro. Com mais pressão, as moléculas estão mais próximas umas das outras, aumentando as interações intermoleculares. Isso leva a um desvio maior do comportamento ideal, ou seja, Z se afasta mais de 1.

Resposta

O fator de compressibilidade ( Z) de BClH2 estará mais próximo de 1 a 300 K e 10 bar.

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