Lei dos gases – Exercício resolvido e comentado

O volume molar do etano, sob pressão de 14,6 bar e na temperatura de 8 oC, vale 1,33 litro.
Qual será o volume molar do acetileno quando apresentar o mesmo desvio da idealidade? Usar o método do fator de compressibilidade.

Resp.: 1,07 L/mol.

Explico:

Vamos começar a resolução deste exercício pela determinação do número de moles de dióxido de carbono, contido no volume inicial de 10 litros. Pode esta determinação ser feita mediante a equação de estado em termos do fator de compressibilidade:
n = pV/zRT, em que a única incógnita do segundo membro, o fator z, se determina pelas variáveis reduzidas do gás, Tr = T/Tc = 333/304,2 = 1,095, pr = p/pc = 50/73,5 = 0,680. A tabela do fator de compressibilidade (após interpolações) fornece o seguinte valor para z: z = 0,806, de que resulta o valor de n: n = 50 x 10^5 x 10 x 10^-3/0,806 x 8,31 x 333 = 22,4 moles.
Após a abertura da válvula o gás atinge novo estado de equilíbrio, condicionado pela igualdade de pressão entre os dois recipientes e pela constância de temperatura; a massa do gás tem seu volume duplicado (20 litros) e sua temperatura mantém-se igual a 60 oC. Olha só que legaal, a pressão a que se submete o gás pode ser determinada pela relação que se obtém entre pr e z, mediante a equação de estado: pr/z = nRT/pcV = 22,4 x 8,31 x 333/73,5 x 10^5 x 20 x 10^-3 = 0,422, e pelo valor da temperatura reduzida: Tr = 1,095. Agora, consultando-se a tabela do fator de compressibilidade na temperatura reduzida de 1,095, encontra-se, interpolando-se, a seguinte pressão reduzida, que satisfaz a razão pr/z = 0,422:  pr = 0,382. Para a pressão final de equilíbrio vem o seguinte valor: p = pr pc = 0,382 x 73,5 = 28,1 bar.

Lei dos gases é um assunto que dura do médio a graduação, mas os exercícios podem ser resolvidos apenas tendo atenção e sabendo utilizar as equações corretas.

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