Ano 2020#quimica#fase2#discursiva

Sobre o tema

A equação de estado de Van der Waals foi proposta em 1873 para corrigir desvios do comportamento ideal dos gases, levando em conta duas características reais: o volume finito das moléculas e as forças de atração intermoleculares. Ela é fundamental para entender fenômenos como liquefação e transições de fase. A dedução parte da equação dos gases ideais (PV = nRT) e introduz correções: o volume efetivo disponível é reduzido pelo volume ocupado pelas moléculas (termo b), e a pressão é reduzida devido às forças atrativas entre as moléculas, que diminuem a força dos impactos nas paredes. O resultado é a famosa equação (P + a/V²)(V - b) = RT para um mol, onde a e b são constantes específicas de cada gás.

Tópicos relacionados

Equação de Van der Waals
Gases reais e desvios da idealidade
Forças intermoleculares e termo de pressão
Volume excluso e volume molecular
Constantes a e b específicas de cada gás

Enunciado

O modelo dos gases ideais, ou perfeitos, descreve bem o comportamento para a maioria dos casos, no entanto, foi necessario desenvolver modelos mais precisos dentre os quais se destaca a equacao de Van der Waals. Deduza a equacao de Van der Waals, assumindo que o volume da particula/molecula nao seja desprezivel e existam interacoes entre as particulas/moleculas. Considere o seguinte: V e o volume do recipiente do gas; B e o volume total ocupado pelas moleculas do gas; As forcas de atracao sao praticamente nulas no seio da mistura do gas; e Proximo as paredes do recipiente, as moleculas sao atraidas ao centro com uma forca proporcional ao quadrado da concentracao do gas, o que reduz a intensidade dos impactos nas paredes do recipiente.

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Perguntas frequentes

O que representa a constante a na equação de Van der Waals?

A constante a está relacionada às forças de atração intermoleculares. Quanto maior a atração, maior o valor de a, e o termo a/V² corrige a pressão para baixo.

Como o volume excluso b é determinado?

O volume excluso b é aproximadamente quatro vezes o volume molar das moléculas (considerando esferas rígidas). Ele representa o volume total ocupado pelas moléculas, que não está disponível para o movimento do gás.

Por que a equação de Van der Waals é cúbica em volume?

Porque ao reorganizar (P + a/V²)(V - b) = RT em termos de V, obtém-se um polinômio cúbico. Isso permite descrever isotermas com até três volumes para uma mesma pressão, explicando a liquefação.