Quais são as diferenças entre um gás ideal e um gás real?

Passo 1

Beleza, o que a questão pede é só comparar gás ideal com gás real. Isso cai dentro de Termodinâmica e Teoria Cinética dos Gases. Para resolver, a gente vai precisar entender:
  1. Quais são as hipóteses (pressupostos) do gás ideal;
  2. O que muda num gás real (volume das moléculas, forças intermoleculares, comportamento em altas pressões e baixas temperaturas);
  3. A equação de Van der Waals para ilustrar essas diferenças.

Passo 2

Gás ideal na teoria é um modelo “chapado” que faz duas suposições principais:
  1. As moléculas são pontuais (ou seja, não ocupam volume próprio).
  2. Não existe força de atração ou repulsão entre elas — só colisões elásticas.
Com isso a gente chega à famosa lei dos gases ideais:
P,V = n,R,T
onde P é pressão, V volume, n nº de mols, R constante dos gases, T temperatura absoluta.

Passo 3

Num gás real, as moléculas têm tamanho finito e interagem entre si. Isso traz dois efeitos chaves:
a) Volume ocupado pelas moléculas não entra em V livre (o “espaço” para se mover diminui);
b) Forças de atração/repsulsão mudam a pressão efetiva no recipiente.
Esses efeitos são pequenos em baixas pressões e altas temperaturas, mas crescem quando você comprime o gás ou esfria muito.

Passo 4

Para levar esses fatores em conta, um modelo simples é a equação de Van der Waals:
(P + a,n^2V^2),(V - n,b) = n,R,T
– O termo a,n^2V^2 corrige a pressão por causa das atrações;
– O termo n,b corrige o volume por causa do volume finito das moléculas.
Se a e b fossem zero, volta a ser o gás ideal.

Passo 5

Podemos ver desvios do gás ideal através do fator de compressibilidade:
Z = P,Vn,R,T
Se Z=1, comportamento ideal. Se Zneq1, tem desvio (Z<1 em certa faixa de pressão por atração, Z>1 em pressão muito alta por repulsão).

Resposta

As principais diferenças são:
  1. Gás ideal: moléculas pontuais, sem interações, segue P,V=nRT em qualquer condição.
  2. Gás real: moléculas têm volume próprio e interagem (atração e repulsão).
  3. Em alta pressão/baixa temperatura, o gás real desvia do modelo ideal.
  4. A equação de Van der Waals incorpora essas correções via parâmetros a e b.

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