Tipicamente quando a temperatura aumenta, um gás real tende a se comportar como ideal. V ou F? Justifique.

Passo 1

Beleza, o enunciado pergunta: “Tipicamente quando a temperatura aumenta, um gás real tende a se comportar como ideal. Verdadeiro ou falso? Justifique.”
Conteúdo: comportamento de gases reais vs. ideais, usando um pouquinho da Equação de Van der Waals e da teoria cinética. Vamos precisar entender a diferença entre o modelo de gás ideal e o de gás real, e ver como o aumento de temperatura muda esse cenário.

Passo 2

Antes de tudo, lembra do gás ideal? Ele obedece
P,V = n,R,T
com duas suposições-chave:
1) As moléculas não ocupam volume (são pontos).
2) Não há forças de atração ou repulsão entre elas.
Na prática, gases reais têm volume próprio e atraem/repelam umas às outras, então desviam desse comportamento ideal.

Passo 3

Para descrever um gás real, usamos a equação de Van der Waals:
(P + a,n^2V^2),(V - n,b) = n,R,T,
onde
corrige as forças de atração intermolecular;
corrige o volume próprio das moléculas.
Quanto maiores e , mais o gás se afasta do ideal.

Passo 4

Agora pensa no que ocorre quando aumentamos muito a temperatura P,Vapprox n,R,T,:
  1. A energia cinética das moléculas cresce, então elas “sentem” menos a atração umas pelas outras. Em termos da equação, o termo fica pequeno comparado a .
  2. Como a temperatura alta faz o gás expandir (em pressão constante), o volume aumenta e o efeito do também fica desprezível.
    Logo, no limite ou bem alto,

ou seja, recuperamos o comportamento de gás ideal.

Resposta

Verdadeiro. Quando a temperatura aumenta, as moléculas se movem rápido demais para as forças intermoleculares e o volume próprio vira um detalhe, fazendo o gás real se aproximar do ideal.

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