Prh 13 Termodinamica Aula 08 Mge

AULA 8

Fernando Luiz Pellegrini Pessoa

TPQBq
ESCOLA DE QUÍMICA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

Equações de Estado
• São expressões analíticas que relacionam as propriedades volumétricas de um fluido da seguinte forma: P PT ,V , n1 , n2 ,

V V T , P , n1 , n2 ,

Equações de Estado
 Equação do gás ideal
 Equação do virial
 Equações cúbicas
 Equações não-cúbicas

Equação do Gás Ideal
À temperatura constante

lim  P .V  R .T

P 0

onde V é o volume molar

Equação do Gás Real

PV
Z
RT onde Z é o fator de compressibilidade

Fator de compressibilidade do isobutano a 380 e 420K

Observações
•

A pressões baixas, as moléculas estão muito afastadas umas das outras, e não há forças intermoleculares. O fluido se comporta como um gás ideal
(Z=1).

•

À medida que a pressão aumenta, as moléculas vão se aproximando umas das outras e as forças de atração intermolecular tornam-se dominantes. Logo, o volume diminui mais do que deveria diminuir se não houvesse forças de atração intermolecular e Z<1.

•

A pressões muito altas, as moléculas ficam muito próximas umas das outras, de tal forma que as forças repulsivas tornam-se dominantes. Como consequência, o volume aumenta mais do que deveria aumentar se não houvesse forças de repulsão intermolecular e Z > 1.

•

Há um valor de Z=1, para altas pressões, mas que não corresponderá ao comportamento de gás ideal.

Equação do virial
• É obtida a partir da expansão de Z como uma série de potências de (1/V), a certa temperatura T, e pressão P0, da seguinte forma: B C
D
Z 1  


2
3
V V
V

• Essa equação pode ser escrita em termos de uma expansão em série de potências para a pressão, dada por:

Z 1  B'.P  C'.P 2  D'.P 3  
• Os 2o e 3o. coeficientes viriais dessas 2 equações se relacionam da seguinte forma:
2
B
C

B
B' 
C' 
R .T
 R.T  2

Equação do virial
• Na prática, a equação virial é utilizada truncada no 2o termo. O segundo coeficiente virial pode ser obtido de 2 formas: – A partir de