Seja um gás real cuja equação de estado é:
a) Determine uma expressão para o coeficiente de fugacidade deste gás
b) Calcule fugacidade na temperatura de
e pressão de 100 atm , sabendo que
e
.
Que tipo de forças predomina nestas condições? Fundamente sua reposta.
a) Determine uma expressão para o coeficiente de fugacidade deste gás
b) Calcule fugacidade na temperatura de
Que tipo de forças predomina nestas condições? Fundamente sua reposta.
Passo 1
O enunciado dá a equação de estado de um gás real na forma
e pede o coeficiente de fugacidade
e, a partir dele, a fugacidade
em
e
, com
O conteúdo é o cálculo de fugacidade via fator de compressibilidade
e a definição
Passo 2
Primeiro escrevemos o fator de compressibilidade
usando a equação de estado:
Passo 3
Pela definição termodinâmica, o coeficiente de fugacidade satisfaz
onde
é a pressão de integração.
Passo 4
Substituímos
em
:
Integrando de
a
:
Logo
Passo 5
Agora aplicamos os valores numéricos com
,
,
:
Somando:
Passo 6
A fugacidade é
Passo 7
Como
e
, o efeito predominante é de forças intermoleculares atrativas, que reduzem a pressão efetiva comparada ao gás ideal.
Resposta
Expressão geral:
Em
e
:
,
Predominam forças atrativas.
Predominam forças atrativas.