18/08/2014
Disciplina de Físico Química I - Diagrama de fases- Liquefação de gases.
Prof. Vanderlei Inácio de Paula – contato: [email protected]
Gás Real -Fator de Compressibilidade
Z
Z > 1:
pVm
RT
Menor compressibilidade
Forças repulsivas
Z < 1:
Maior compressibilidade
Forças atrativas
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Fator de Compressibilidade - Exercícios
Z
pVm
RT
Um gás a 350K e 12 atm tem o volume molar 12% maior do que o calculado pela
lei dos gases perfeitos. Calcular :
a) o fator de compressibilidade nestas condições;
b) o volume molar do gás;
c) que forças são dominantes no gás? Atrativas ou repulsivas?
Um gás a 350K e 12 atm tem o volume molar 12% maior do que o calculado pela lei dos gases perfeitos. Calcular a) o fator de
compressibilidade nestas condições; b) o volume molar do gás; c) que forças são dominantes no gás?
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Fator de Compressibilidade - Exercícios
Z
pVm
RT
A 300K e 20 atm, o fator de compressibilidade de um gás é 0,86. Calcule o
volume ocupados por 8,2 mmol do gás nessas condições.
A 300K e 20 atm, o fator de compressibilidade de um gás é 0,86. Calcule o
volume ocupados por 8,2 mmol do gás nessas condições.
Z
pVm
RT
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Equação de Van der Waals
p
RT
a
 2
Vm  b Vm
Equação de Van der Waals – exercícios
p
RT
a
 2
Vm  b Vm
Calcular a pressão exercida por 1,0 mol de H2S, confinado em cada condição
seguintes, na hipótese de (a) comportamento de gás perfeito e (b)
comportamento de gás de van der Waals; (i) a 273,15K em 22,414L; (ii)
500k em 150 cm3.
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Calcular a pressão exercida por 1,0 mol de H2S, confinado em cada condição seguintes, na hipótese de (a) comportamento de
gás perfeito e (b) comportamento de gás de van der Waals; (i) a 273,15K em 22,414L; (ii) 500k em 150 cm3.
Calcular a pressão exercida por 1,0 mol de H2S, confinado em cada condição seguintes, na hipótese de (a) comportamento de
gás perfeito e (b) comportamento de gás de van der Waals; (i) a 273,15K em 22,414L; (ii) 500k em 150 cm3.
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Calcular a pressão exercida por 1,0 mol de H2S, confinado em cada condição seguintes, na hipótese de (a) comportamento de
gás perfeito e (b) comportamento de gás de van der Waals; (i) a 273,15K em 22,414L; (ii) 500k em 150 cm3.
Equação de Van der Waals – exercícios
p
RT
a
 2
Vm  b Vm
Os cilindros de gás comprimido são cheios, nos casos comuns, até a pressão
de 200 bar. Qual seria o volume molar do oxigênio, nesta pressão e a 25°C,
com base na equação dos gases perfeitos e na equação de van der Waals?
Para oxigênio considere a= 1,364 dm6 atm mol-2 e b = 3,19 x 10-2 dm3 mol-1.
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Os cilindros de gás comprimido são cheios, nos casos comuns, até a pressão de 200 bar. Qual seria o volume molar do oxigênio,
nesta pressão e a 25°C, com base na equação dos gases perfeitos e na equação de van der Waals? Para oxigênio considere
a= 1,364 dm6 atm mol-2 e b = 3,19 x 10-2 dm3 mol-1.
p
𝑉𝑚° =
𝑅𝑇 0,08314 𝑥 298, 15
=
= 0,124 𝐿/𝑚𝑜𝑙
𝑃
200
RT
a
 2
Vm  b Vm
Para determinação do volume molar através da equação de van der Waals é necessário
reordenar a equação obtendo uma equação cúbica.
X

p
Os cilindros de gás comprimido são cheios, nos casos comuns, até a pressão de 200 bar. Qual seria o volume molar do oxigênio,
nesta pressão e a 25°C, com base na equação dos gases perfeitos e na equação de van der Waals? Para oxigênio considere
a= 1,364 dm6 atm mol-2 e b = 3,19 x 10-2 dm3 mol-1.
Redução de 15%
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Derivadas parciais e leis dos gases
Um uso importante das equações de estado na termodinâmica é para determinar como uma
variável de estado é afetada quando outra variável de estado muda de valor.
(a) Definição de inclinação para uma linha reta. A inclinação é a mesma em cada ponto da linha. (b) Uma linha curva
também tem uma inclinação, mas ela muda de um ponto para outro. A inclinação da linha em qualquer ponto em
particular é determinada pela derivada da equação da linha.
Derivadas parciais e leis dos gases
Considere a equação de estado da lei dos gases ideais.
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Pressão de Vapor
É a pressão exercida por um vapor quando este está em equilíbrio termodinâmico com o
líquido de origem. Quanto maior for a pressão de vapor, mais volátil será o líquido, e menor
será sua temperatura de ebulição. A pressão de vapor é uma propriedade física que depende
intimamente da temperatura.
Pressão de vapor
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Diagrama de Fases
Diagrama de Fases
As três linhas que dividem essas
regiões:
• AT, ebulição;
• BT, fusão;
• CT, sublimação;
• o ponto T, simultaneamente,
gelo, água líquida e vapor de
água, e que por isso é chamado
de ponto triplo da água.
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O diagrama mostra os estados físicos do CO2 em diferentes
pressões e temperaturas. Um método de produção de geloseco (CO2 sólido) envolve:
I. compressão isotérmica do CO2(g), inicialmente a 25°C e 1
atm, até passar para o estado líquido;
II. rápida descompressão até 1 atm, processo no qual ocorre
forte abaixamento de temperatura e aparecimento
de CO2 sólido.
a) Em I, qual a pressão mínima a que o CO2(g) deve ser
submetido para começar a liquefação, a 25°C?
b) Em II, qual a temperatura deve atingir ?
Em fevereiro de 2014 aconteceram os Jogos Olímpicos de
Inverno. A modalidade esportiva curling é um jogo disputado
entre duas equipes sobre uma pista de gelo, seu objetivo
consiste em fazer com que uma pedra de granito em forma de
disco fique o mais próximo de um alvo circular. Vassouras são
utilizadas pelas equipes para varrer a superfície do gelo na
frente da pedra, de modo a influenciar tanto sua direção como
sua velocidade. A intensidade da fricção e a pressão aplicada
pelos atletas durante o processo de varredura podem fazer
com que a velocidade da pedra mude em até 20% devido à
formação de uma película de água líquida entre a pedra e a
pista. O gráfico apresenta o diagrama de fases da água.
Qual o número da seta que representa corretamente a
transformação promovida pela varredura?
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