gases

Páginas: 15 (3605 palavras) Publicado: 5 de maio de 2014
 UNIVERSIDADE FEEVALE
Apostila III de FÍSICO-QUÍMICA
ICET - Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas - EngenhariaS

Prof.: Ricardo Martins de Martins


Os Gases Reais

Os gases reais não cumpremexatamente a lei dos gases perfeitos. Os desvios são notáveis a pressões elevadas e em temperaturas baixas, especialmente quando o gás está a ponto de sofrer condensação. Mesmo assim, o conceito de gás ideal mantém a sua utilidade no estudo de gases reais porque o comportamento destes últimos pode ser interpretado como um desvio em relação ao modelo ideal.

Isotermas no plano PV-P

Vamos examinar ocomportamento dos gases reais mediante uma série de experimentos, mantendo-se constante a temperatura constante, e variando-se pressão e volume. Portanto, os resultados das medidas da pressão e do volume são colocados sobre isotermas.
Na Figura 1, estão representados estados de equilíbrio de uma massa de gás carbônico sobre algumas isotermas, mediante as coordenadas PV-P, em um largo intervalo depressão.













Em tal diagrama, as isotermas de um gás ideal seriam representadas por retas paralelas ao eixo das pressões. Comparando-se as isotermas de CO2 com as isotermas de um gás ideal, verifica-se o seguinte:
- em temperaturas inferiores a 500oC, todas as isotermas do CO2 passam por um mínimo. Nessa região de temperatura, o gás se mostra, a princípio, mais compressívelque um gás ideal, à medida que aumenta a pressão, até que, ultrapassada uma certa pressão, esta tendência se inverte e (PV)T aumenta regularmente, retomando o valor ideal nRT e ultrapassando-o. Unindo todos os mínimos, obtém-se uma "curva de mínimos". Procedendo da mesma forma com os pontos em que (PV) T retoma o valor ideal, tem-se a "curva dos pontos ideais". Abaixo de sua temperatura crítica(31°C), o gás carbônico se liqüefaz quando comprimido.
- na isoterma de 500oC, o mínimo coincide com a origem e o gás se comporta idealmente em uma certa faixa de pressão. Por isso, essa isoterma é denominada isoterma de Boyle e a temperatura correspondente, temperatura de Boyle.
- em temperaturas superiores a de Boyle, todas as isotermas são ascendentes e monótonas. Nesta região de temperatura,o gás é menos compressível do que um gás ideal, em todas as pressões.
Em resumo, a isoterma de Boyle, característica de cada gás, divide o diagrama em duas regiões: na inferior, todas as isotermas passam por um mínimo; na superior, todas são ascendentes (Figura 2).











O Fator de Compressibilidade (z)

O desvio do comportamento de um gás real, em relação ao de um gás ideal,pode ser expresso através de um fator empírico introduzido na equação de estado dos gases ideais, chamado fator de compressibilidade, z:
PV = z n R T
Como nRT é o valor ideal do produto PV, o fator de compressibilidade é a razão entre a compressibilidade real e a compressibilidade ideal, em cada estado do gás:

É evidente que para um gás ideal, z = 1 para todas as pressões e temperaturas, aopasso que, para um gás real, z é diferente da unidade, sendo z1 quando o gás for menos compressível do que um gás ideal nas mesmas condições de pressão e temperatura.
O fator de compressibilidade varia com a pressão e com a temperatura, mas quando a pressão tende a zero, os seus valores convergem para a unidade, seja qual for a temperatura. Assim,

O diagrama da Figura 3 fornece a variação de zdo metano para três temperaturas distintas. Por sua vez, o diagrama da Figura 4 mostra, igualmente, a variação de z, porém, para uma única temperatura (273 K), mas para diferentes gases.



























Equação de Van der Waals

Examinando-se as isotermas de um gás real, percebe-se o efeito de duas influências simultâneas e opostas, uma tendendo a...
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