O que é o Fator de Compressibilidade?
Passo 1
O enunciado pede definir o Fator de Compressibilidade de um gás real e explicar sua utilidade. Esse conceito faz parte da Termodinâmica de Gases Reais e envolve comparar o comportamento observado de um gás com o comportamento ideal previsto pela lei dos gases ideais.
Passo 2
Ressaltamos que a lei dos gases ideais é
onde
é a pressão,
o volume molar,
a constante universal dos gases e
a temperatura. Na prática, gases reais desviam dessa equação em altas pressões ou baixas temperaturas devido a interações intermoleculares e ao volume finito das moléculas.
Passo 3
Definimos então o Fator de Compressibilidade pela expressão
Esse fator é a razão entre o produto
observado para o gás real e o valor
que ele teria se fosse ideal. Assim,
indica comportamento ideal,
sugere predominância de forças repulsivas e
indica predominância de forças atrativas entre as moléculas.
Passo 4
Para avaliar desvios reais, utiliza-se o diagrama de compressibilidade, que plota
em função da pressão ou da densidade reduzida. Modelos teóricos como a expansão de Virial ou a equação de van der Waals fornecem correções para estimar
em diferentes condições de
e
.
Resposta
O Fator de Compressibilidade é a razão
que quantifica o desvio de um gás real em relação ao comportamento ideal. Z igual a 1 indica gás ideal, enquanto valores diferentes de 1 mostram o efeito das interações intermoleculares.