Coeficiente de compressibilidade – Wikipédia, a enciclopédia livre

O fator de compressibilidade mede o grau de não idealidade dos gases reais. Ele foi introduzido na equação dos gases ideais de forma a efetuar uma correção na mesma, para poder-se aplicá-la aos gases reais. Assim, a equação de estado dos gases ideais, corrigida pelo fator de compressibilidade, é dada por:^[1]

${\displaystyle pV_{m}=RTZ}$ (1)

Onde Z é o fator de compressibilidade propriamente dito, puramente empírico.

Baseando-se na equação (1), podemos definir matematicamente o fator de compressibilidade por:

${\displaystyle Z=pV_{m}/RT=V_{m,real}/V_{m,ideal}}$ (2)

Observando-se as equações anteriores, nota-se que se o gás for ideal teremos:

${\displaystyle V_{m}=V_{m,ideal}}$

Então:

${\displaystyle Z=V_{m}/V_{m,ideal}=1}$ (3)

Como o volume molar é uma função da temperatura e da pressão, Z será uma função dessas mesmas variáveis, ou seja:

${\displaystyle Z=Z(T,P)}$ (4)

A partir do fator de compressibilidade, podemos analisar as forças intermoleculares presentes em determinado gás real. Podem ocorrer dois casos gerais:^[2]

• Caso 1: Forças predominantemente de atração

Se predominarem em um gás forças de atração, é plausível que o volume molar do gás real seja menor que o correspondente volume de um gás ideal, nas mesmas condições de temperatura e pressão. Logo:

${\displaystyle Z<1}$ - Predominam forças de atração

• Caso 2: Forças predominantemente de repulsão:

Fazendo uma analogia com o caso anterior, podemos perceber que se as forças intermoleculares predominantes em um gás real forem forças de repulsão, o volume molar do gás será maior que o do gás ideal, nas mesmas T e P. Logo:

${\displaystyle Z>1}$ - Predominam forças de repulsão

Referências

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