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.
p=R Tv-b-av^2
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 b 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.

Passo 1

Beleza, então o enunciado tá dizendo que temos a equação de estado de van der Waals
p = RTv - b ;-; av^2,
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:
  1. subtrai um “voluminho” b do volume disponível, porque as moléculas não são pontos;
  2. 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.

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