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Questão FC287474

A combinação das Leis de Boyle, de Charles e de Avogadro gerou a Lei dos Gases Ideais, representada pela expressão PV = nRT. Essa é uma equação de estado que descreve a resposta de

Química

IDECAN · 2021

A combinação das Leis de Boyle, de Charles e de Avogadro gerou a Lei dos Gases Ideais, representada pela expressão PV = nRT. Essa é uma equação de estado que descreve a resposta de um gás ideal a mudanças de pressão, volume, temperatura e quantidade de moléculas. Entretanto, vários processos industriais e pesquisas em laboratório usam gases sob alta pressão ou em condições muito baixas de temperatura, condições nas quais as leis dos gases ideais não são exatamente respeitadas. Nesses casos, o comportamento se assemelha ao dos gases reais. Em relação à teoria dos gases reais e ideais, afirma-se corretamente que

  1. o volume de uma quantidade fixa de gás sob pressão constante varia inversamente com a temperatura, segundo a Lei de Charles.
  2. o volume ocupado por uma amostra de gás sob pressão e temperatura constantes é inversamente proporcional ao número de mols de moléculas presentes, segundo o Princípio de Avogadro.
  3. em uma quantidade fixa de gás em temperatura constante, o volume é diretamente proporcional à pressão, segundo a Lei de Boyle.
  4. a equação do virial é uma equação geral usada para descrever gases reais e leva em consideração as forças de atração e de repulsão intermoleculares.
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Gabarito

D

Comentário do professor

A equação do virial é uma expansão que corrige a equação dos gases ideais para descrever o comportamento de gases reais em condições de alta pressão ou baixa temperatura. Ela relaciona \(P\), \(V\) e \(T\) por meio de termos adicionais que representam interações entre moléculas.


Na forma usual usa‑se a razão adimensional \( \dfrac{PV}{nRT} \) expandida como \( \dfrac{PV}{nRT}=1+\dfrac{B(T)}{V_m}+\dfrac{C(T)}{V_m^2}+\dots \), onde \(V_m\) é o volume molar e \(B(T),C(T),\dots\) são os coeficientes viriais dependentes da temperatura.


Esses coeficientes incorporam as forças de atração e de repulsão intermoleculares: o sinal e o valor de \(B(T)\) indicam se predominam efeitos repulsivos ou atrativos. No limite de baixíssima densidade a expansão reduz‑se ao comportamento do gás ideal, recuperando \(PV=nRT\).

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