Um gás a 400 K e 12 atm tem volume molar 12 % menor que o calculado pela equação dos gases ideais.
(a) Calcule o fator de compressibilidade;
(b) Calcule o volume molar do gás real;
(c) Quais são as forças dominantes no gás, as atrativas ou as repulsivas? Justifique sua resposta.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz: um gás a 400 K e 12 atm tem volume molar 12 % menor que o previsto pela equação dos gases ideais. A gente vai estudar gases reais, em particular o fator de compressibilidade Z e o volume molar real, além de entender o papel das forças intermoleculares (atração vs. repulsão). Para isso precisamos da equação dos gases ideais e da definição de Z.

Passo 2

Definindo o fator de compressibilidade
Por definição
Z ;=;VrealVideal
Se o volume real é 12 % menor que o ideal, significa
Vreal = 0,88,Videal
Logo
Z = 0,88

Passo 3

Calculando o volume molar real
  1. Primeiro achamos o volume molar ideal usando
Videal = R,TP,
com R = 0,08206;tfracL·atmmol·K, T = 400;K e P = 12;atm:
Videal = 0,08206 times 40012 approx 2,735;L/mol
  1. Aí o volume real é
Vreal = Z,Videal = 0,88 times 2,735 approx 2,41;L/mol

Passo 4

Forças dominantes
Como Z<1, o gás ocupa menos espaço do que o ideal – isso só rola se as moléculas se atraírem e ficarem “juntinhas”. Portanto, as forças atrativas são as dominantes (se fossem repulsivas, Z ficaria maior que 1).

Resposta

a) Z = 0,88
b) Vmolar, real approx 2,41;L/mol
c) Forças dominantes: atrativas.

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