Explique em detalhes o significado dos termos e dê exemplos:
Gás Real vs Gás Ideal
Gás Real vs Gás Ideal
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra explicar o que é gás ideal e o que é gás real, detalhar o significado desses termos e dar exemplos de cada um. Isso cai em Física e Química, no assunto Termodinâmica de Gases. Vamos precisar saber:
- A equação dos gases ideais
. - As hipóteses por trás dela (partículas sem volume, sem atração).
- Como os gases de fato se comportam e a equação de van der Waals.
Passo 2
Definindo Gás Ideal
Imagine que as moléculas são bolinhas minúsculas, que não ocupam espaço e só colidem de forma perfeitamente elástica (sem perder energia). Com isso, pintamos um cenário matemático bem simples:
• Hipótese 1: Partículas sem volume próprio (ponto).
• Hipótese 2: Não há forças de atração ou repulsão entre elas.
• Hipótese 3: As colisões entre partículas e com as paredes são elásticas (energia cinética média constante).
Imagine que as moléculas são bolinhas minúsculas, que não ocupam espaço e só colidem de forma perfeitamente elástica (sem perder energia). Com isso, pintamos um cenário matemático bem simples:
• Hipótese 1: Partículas sem volume próprio (ponto).
• Hipótese 2: Não há forças de atração ou repulsão entre elas.
• Hipótese 3: As colisões entre partículas e com as paredes são elásticas (energia cinética média constante).
Daí vem a equação clássica:
onde
P = pressão, V = volume, n = número de mols, R = constante dos gases, T = temperatura.
P = pressão, V = volume, n = número de mols, R = constante dos gases, T = temperatura.
Exemplo de gás que se comporta quase ideal: nitrogênio (
) ou oxigênio (
) em condições ambientes (pressão moderada, temperatura relativamente alta).
Passo 3
Por que existe Gás Real
No mundo real, as moléculas têm tamanho e interagem:
• Elas ocupam um certo volume próprio.
• Existe atração (forças de Van der Waals) em distâncias médias e repulsão em distâncias muito curtas.
Isso faz com que a simples comece a falhar quando pressionamos muito o gás ou resfriamos perto do ponto de liquefação.
No mundo real, as moléculas têm tamanho e interagem:
• Elas ocupam um certo volume próprio.
• Existe atração (forças de Van der Waals) em distâncias médias e repulsão em distâncias muito curtas.
Isso faz com que a simples
Para corrigir, usamos a equação de van der Waals:
onde
• corrige as forças de atração (quanto maior, mais as moléculas se “puxam”).
• corrige o volume finito de cada molécula (ocupa espaço e reduz o volume livre).
•
•
Passo 4
Comparando os comportamentos
- Em baixas pressões e altas temperaturas, o gás real “vê” as partículas bem afastadas e as forças são pequenas => comportamento quase ideal (
). - Em altas pressões ou baixas temperaturas, as correções
e se tornam importantes e o desvio cresce.
Uma forma de enxergar isso é pelo fator de compressibilidade:
Se
, o gás é ideal. Se
, ele foge do ideal. Por exemplo, dióxido de carbono (
) próximo do ponto de liquefação pode ter
(atração domina) ou
(repulsão domina).
Resposta
Gás Ideal: modelo teórico com partículas sem volume e sem interação, satisfaz
. Exemplo:
ou
em condições ambientes.
Gás Real: leva em conta volume próprio e forças intermoleculares, descrito pela equação de van der Waals . Exemplo:
perto da liquefação, vapor d’água em alta pressão.
Gás Real: leva em conta volume próprio e forças intermoleculares, descrito pela equação de van der Waals