Enunciado

Admita que (a) as interações atrativas entre as partículas de gás possam ser desprezadas; (b) as interações atrativas num gás de van der Walls são dominantes, e a pressão é suficientemente baixa para que a condição 4 a p R T 2 < 1 seja válida. Encontre expressões para a fugacidade de um gás de van der Walls em termos da pressão e calcule o valor da fugacidade para a amônia a 10,00 atm e 298,15 K em cada um dos casos.

Passo 1

E aí meu povo? Vamos resolver essa questão?

Para a parte (a) da questão nós vamos fazer o seguinte:

p = R T V m - b

Z = 1 + b p R T

l n l n   ϕ = ∫ 0 p Z - 1 p   d p = b p R T

f = p e b p / R T

Passo 2

Ainda na parte (a) precisamos usar a expressão encontrada para calcular a fugacidade:

f = 10   a t m e 0,01515

f = 10,2   a t m

Passo 3

Para a parte (b) da questão vamos encontrar a expressão da seguinte forma:

V m = 1 2 ( R T p ± R T p )

V m = R T p

l n l n   ϕ = ∫ 0 p - a R T 2 d p  

l n l n   ϕ = - a p R T 2  

Passo 4

Por fim, vamos usar a expressão que encontramos para calcular a fugacidade:

ϕ = 0,9237 = f p

f = ϕ p = ( 0,9237 ) ( 10 )

f = 9,237   a t m

Resposta

f = p e b p / R T

f = 10,2   a t m

l n l n   ϕ = - a p R T 2  

f = 9,237   a t m

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