Considere um gás que obedece à equação de estado de van der Waals onde a, be R são constantes, p é a pressão, T a temperatura absoluta, e v o volume molar do gás.
Em relação ao modelo de Van der Waals, os parâmetros a e b têm o seguinte papel:
A) a está relacionado à energia cinética das moléculas do gás, enquanto brepresta o volume das moléculas.
B) a está relacionado às forças de atração entre as moléculas, enquanto
representa o volume efetivo ocupado pelas moléculas.
C) a é responsável por corrigir o efeito do volume molar, enquanto bajusta a energia cinética média das moléculas.
D) a descreve a interação elétrica entre as moléculas, enquanto bajusta a pressão do gás.
E) a e b são parâmetros que afetam a temperatura crítica do gás, sem relação direta com o volume ou a atração molecular.
A) a está relacionado à energia cinética das moléculas do gás, enquanto brepresta o volume das moléculas.
B) a está relacionado às forças de atração entre as moléculas, enquanto
C) a é responsável por corrigir o efeito do volume molar, enquanto bajusta a energia cinética média das moléculas.
D) a descreve a interação elétrica entre as moléculas, enquanto bajusta a pressão do gás.
E) a e b são parâmetros que afetam a temperatura crítica do gás, sem relação direta com o volume ou a atração molecular.
Passo 1
Beleza, então o enunciado tá dizendo que temos a equação de estado de van der Waals
onde a, b e R são constantes, p é a pressão, T a temperatura e v o volume molar. A pergunta é: “Qual o papel físico dos parâmetros a e b?”
Isso envolve a matéria de termodinâmica de gases reais, mais especificamente a correção de volume e de atração intermolecular. Pra resolver a gente vai precisar relembrar por que surgem os termos a e b nessa equação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um gás real: ao contrário do gás ideal, as moléculas ocupam um volume finito e interagem entre si. O van der Waals corrigiu a equação dos gases ideais (
) incluindo duas correções:
- subtrai um “voluminho” b do volume disponível, porque as moléculas não são pontos;
- subtrai uma pressão extra
, porque as moléculas se atraem e “puxam” umas às outras reduzindo a pressão no recipiente.
Passo 3
Vamos olhar pro parâmetro b:
- Ele aparece em
. - Imagine que cada molécula ocupa um certo volume próprio. Então o volume “livre” para o movimento é
. - Logo, b é justamente a correção de volume: é o volume efetivo ocupado pelas moléculas do gás.
Passo 4
Agora o parâmetro a:
- Ele aparece no termo
que é subtraído da pressão. - Esse termo representa a atração intermolecular: se as moléculas se puxam, elas “batem” menos nas paredes do recipiente, diminuindo a pressão medida.
- Quanto maior a atração, maior a constante a, e maior será a correção tirada da pressão
.
Resposta
Alternativa B: a está relacionado às forças de atração entre as moléculas, enquanto b representa o volume efetivo ocupado pelas moléculas.