Considere o BClH2. Em cada um dos casos a seguir, quando você espera que o fator de compressibilidade seja próximo da unidade? Explique.
(b) A 300 K, 20 bar ou 1000 K, 20 bar

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente analisar o fator de compressibilidade (Z) do BClH2 em duas condições diferentes de temperatura e pressão. O conteúdo envolvido aqui é Termodinâmica, mais especificamente sobre o comportamento dos gases. Pra resolver isso, a gente vai precisar entender o que é o fator de compressibilidade e quando ele se aproxima de 1, indicando que o gás está se comportando de forma ideal.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o fator de compressibilidade, representado pela letra Z. Ele é usado pra medir o quão um gás real se desvia do comportamento de um gás ideal. A fórmula básica é:
Z = P VmR T
Onde:
  • é a pressão,
  • é o volume molar,
  • é a constante dos gases,
  • é a temperatura.
Quando está próximo de 1, o gás está se comportando de maneira ideal.

Passo 3

Agora, vamos analisar as duas situações dadas:
  1. 300 K e 20 bar
  2. 1000 K e 20 bar
A temperatura e a pressão afetam como as moléculas do gás interagem entre si. Em temperaturas mais altas, as moléculas têm mais energia cinética e tendem a se afastar umas das outras, reduzindo as interações intermoleculares. Já em pressões mais altas, as moléculas são forçadas a ficar mais próximas, aumentando as interações.

Passo 4

Comparando as duas situações:
  • 300 K e 20 bar: A temperatura é baixa, o que significa que as moléculas não têm tanta energia para se afastar. A pressão está relativamente alta, aumentando as chances de interações entre as moléculas. Isso faz com que o gás real se desvie mais do comportamento ideal, resultando em um valor de Z diferente de 1.
  • 1000 K e 20 bar: Aqui, a temperatura é alta, dando às moléculas mais energia para superar as interações intermoleculares, mesmo com a mesma pressão de 20 bar. Isso faz com que o gás se aproxime mais do comportamento ideal, com Z mais próximo de 1.

Resposta

O fator de compressibilidade está mais próximo de 1 à 1000 K, 20 bar, porque em alta temperatura as interações intermoleculares são menores, fazendo o gás se comportar de forma mais ideal.

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