Gases reais Gases reais

Os gases reais não obedecem Os gases reais não obedecem exatamente à lei dos gases exatamente à lei dos gases

perfeitos.Os desvios são mais perfeitos.Os desvios são mais acentuados nas pressões elevadas acentuados nas pressões elevadas

e em baixas temperaturas.e em baixas temperaturas.

No gás real tem-se No gás real tem-se forças atrativasforças atrativas, , de longo alcance de longo alcance e que contribuem e que contribuem para as para as contraçõescontrações e e forças forças repulsivasrepulsivas, , de curto alcancede curto alcance e que e que contribuem para a contribuem para a expansões.expansões.

A pressões moderadas, quando as A pressões moderadas, quando as moléculas estão afastadas por alguns moléculas estão afastadas por alguns poucos diâmetros, poucos diâmetros, as forças atrativas as forças atrativas dominam as repulsivasdominam as repulsivas. . Neste caso, o Neste caso, o gás real é mais compressível que o gás real é mais compressível que o gás ideal.gás ideal.

Em pressões elevadas, quando as Em pressões elevadas, quando as moléculas estão bem próximas, moléculas estão bem próximas, as as forças repulsivas dominam as forças repulsivas dominam as atrativas atrativas e o gás é menos e o gás é menos compressível que um gás idealcompressível que um gás ideal..

Fator de compressibilidade ( Z ):Fator de compressibilidade ( Z ):

é a razão entre o volume molar do gás é a razão entre o volume molar do gás real e o volume molar do gás ideal.real e o volume molar do gás ideal.

Para Z=1 , o gás é ideal.Para Z=1 , o gás é ideal.

Z>1 , as forças repulsivas são Z>1 , as forças repulsivas são dominantes . Ocorre a pressões dominantes . Ocorre a pressões elevadas.elevadas.

Z< 1 , as forças atrativas são Z< 1 , as forças atrativas são dominantes. Ocorre a pressões dominantes. Ocorre a pressões moderadas. moderadas.

Isotermas de um gás realIsotermas de um gás real

Se as relaçõesSe as relações pressão X volume para pressão X volume para um gás real forem medidas em um gás real forem medidas em várias temperaturas obtém-se um várias temperaturas obtém-se um conjunto de isotermas . conjunto de isotermas . A altas A altas temperaturas temperaturas , , as isotermas se as isotermas se assemelham às de um gás ideal,assemelham às de um gás ideal, enquanto que enquanto que a baixas temperaturas a baixas temperaturas , as curvas têm uma aparência bem , as curvas têm uma aparência bem diferente. diferente.

Seja um recipiente de gás no estado Seja um recipiente de gás no estado descrito pelo ponto A , imagine uma parede descrito pelo ponto A , imagine uma parede do recipiente que seja móvel . Mantendo a do recipiente que seja móvel . Mantendo a temperatura em Ttemperatura em T11, empurramos , empurramos vagarosamente esta parede diminuindo o vagarosamente esta parede diminuindo o volume. À medida que o volume se torna volume. À medida que o volume se torna menor , a pressão sobe lentamente , ao menor , a pressão sobe lentamente , ao longo da curva , até que o volume Vlongo da curva , até que o volume V2 2 seja seja atingido. Uma redução no volume além do atingido. Uma redução no volume além do volume Vvolume V2 2 não produz variação na não produz variação na pressão ,até que Vpressão ,até que V33 seja atingido. Uma seja atingido. Uma pequena redução no volume de Vpequena redução no volume de V33 a V a V44 produz grande aumento na pressão de pproduz grande aumento na pressão de pee a a pp,, . Em V . Em V22 aparecem aparecem

as primeiras gotas de líquido . À as primeiras gotas de líquido . À medida que cai de Vmedida que cai de V2 2 a Va V33, aparece , aparece mais e mais líquido ; a pressão mais e mais líquido ; a pressão constante pconstante pee é a pressão de vapor do é a pressão de vapor do líquido na temperatura Tlíquido na temperatura T11 . Em V . Em V33, o , o último traço de vapor desaparece. último traço de vapor desaparece. Uma redução subseqüente de Uma redução subseqüente de volume simplesmente comprime o volume simplesmente comprime o líquido;a pressão sobe rapidamente , líquido;a pressão sobe rapidamente , já que líquido é praticamente já que líquido é praticamente incompressível. As curvas à esquerdaincompressível. As curvas à esquerda

no diagrama são portanto isotermas para no diagrama são portanto isotermas para o líquido. A uma temperatura bem mais o líquido. A uma temperatura bem mais alta o comportamento é qualitativamente alta o comportamento é qualitativamente o mesmo mas a faixa de volume que o mesmo mas a faixa de volume que ocorre a condensação é menor e a pressão ocorre a condensação é menor e a pressão de vapor é maior.Indo a temperaturas de vapor é maior.Indo a temperaturas mais altas, o patamar se reduz finalmente mais altas, o patamar se reduz finalmente a um ponto ‘a temperatura crítica Ta um ponto ‘a temperatura crítica Tc ,c ,as as isotermas se aproximam cada vez mais do isotermas se aproximam cada vez mais do gás ideal. Não aparece nenhum patamar gás ideal. Não aparece nenhum patamar acima de Tacima de Tcc. .

A continuidade dos estadosA continuidade dos estados

O ponto A representa um estado líquido O ponto A representa um estado líquido enquanto que o ponto C representa um enquanto que o ponto C representa um estado gasoso da substância. Pontos sob a estado gasoso da substância. Pontos sob a curva da linha tracejada representam curva da linha tracejada representam estados do sistema nos quais líquido e estados do sistema nos quais líquido e vapor coexistam em equilíbrio.vapor coexistam em equilíbrio.

Partindo-se do ponto C aumenta-se a Partindo-se do ponto C aumenta-se a temperatura do gás mantendo o volume temperatura do gás mantendo o volume constante. A pressão sobe ao longo da constante. A pressão sobe ao longo da linha CD. A pressão é mantida constante e linha CD. A pressão é mantida constante e o gás é resfriado ; isso diminui o volume o gás é resfriado ; isso diminui o volume ao longo da linha DE. Chegando ao ponto ao longo da linha DE. Chegando ao ponto E , o volume é outra vez mantido E , o volume é outra vez mantido constante e o gás é resfriado ; isso diminui constante e o gás é resfriado ; isso diminui a pressão até atingir o ponto A.a pressão até atingir o ponto A.

Em nenhum instante dessa série de Em nenhum instante dessa série de mudanças o ponto que representa o mudanças o ponto que representa o estado do gás passou através da estado do gás passou através da região de duas fases. A condensação região de duas fases. A condensação não ocorreu. O ponto A poderia não ocorreu. O ponto A poderia representar o estado gasoso representar o estado gasoso altamente comprimido. A distinção altamente comprimido. A distinção entre líquido e gás nem sempre é entre líquido e gás nem sempre é clara.clara.

Se o ponto que representa o estado Se o ponto que representa o estado do sistema estiver sob a curva do sistema estiver sob a curva tracejada , o líquido e o gás podem tracejada , o líquido e o gás podem ser distinguidos ,separando-os. Na ser distinguidos ,separando-os. Na ausência dessa superfície de ausência dessa superfície de descontinuidade não existe um modo descontinuidade não existe um modo fundamental de ser distinguidos , já fundamental de ser distinguidos , já que ambos estão presentes em que ambos estão presentes em equilíbrio e existe uma superfície de equilíbrio e existe uma superfície de descontinuidadedescontinuidade

Na ausência dessa superfície de Na ausência dessa superfície de descontinuidade não existe modo de descontinuidade não existe modo de distingui-los.distingui-los.