Qual o significado físico das constantes a e b da equação de van der Waals, respectivamente?
a) Representam a quantidade de gás presente no recipiente e a temperatura que o gás está submetido.
b) Representam a força das interações intermoleculares atrativas e a pressão que o gás sofre.
c) Representam o volume que as moléculas de gás possuem e a força das interações intermoleculares atrativas.
d) Representam a espécie química do gás e o quanto o recipiente pode se expandir a uma dada temperatura e pressão.
e) Representam a força das interações intermoleculares atrativas e o volume que as moléculas do gás possuem.

Passo 1

O enunciado pergunta qual é o significado físico das constantes \,a e \,b na equação de van der Waals para gases reais. Esse conteúdo pertence à teoria dos gases reais e envolve correções à equação dos gases ideais.

Passo 2

A forma usual da equação de van der Waals, por mol de gás, é
\Bigl(p + \frac{a}{V_{m}^{2}}\Bigr)\,(V_{m} - b) = R\,T,
onde p é a pressão, V_{m} é o volume molar, T é a temperatura e R é a constante universal dos gases.
O termo \displaystyle \frac{a}{V_{m}^{2}} corrige a pressão ideal para levar em conta as forças de atração intermolecular. Quanto maior \,a, mais intensas são essas forças atrativas, reduzindo a pressão efetiva exercida pelas moléculas nas paredes do recipiente.

Passo 3

O parâmetro b corrige o volume ideal subtraindo o chamado “volume excluído” ou volume finito ocupado pelas próprias moléculas. Portanto, b representa o volume que cada mol de moléculas efetivamente ocupa e que não está disponível para movimento.

Passo 4

Concluindo, \,a mede a força das interações intermoleculares atrativas e \,b mede o volume ocupado pelas moléculas do gás. Isso corresponde à alternativa

Resposta

e) Representam a força das interações intermoleculares atrativas e o volume que as moléculas do gás possuem.

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