GÁS IDEAL

Não é difícil imaginar que uma substância na forma de gás, confinada num cilindro pressionado por um êmbolo, estabeleça algum limite à sua compressão. Esse limite é a liquefação, a partir da qual a substância, como todo líquido, toma-se praticamente incompressível. Pode-se imaginar também que é pouco provável que os gases mudem suas características repentinamente ao se liquefazerem. Na verdade, à medida que a pressão aumenta, a Lei de Boyle-Mariotte deixa de ser obedecida, como mostra o gráfico abaixo. (Portanto, o gás ideal não iria se liquefazer)

A partir do ponto A, o volume do gás reduz-se mais do que o previsto pela Lei de Boyle-Mariotte. Isso ocorre por causa da ação atrativa das forças de Van der Waals, que agrupam moléculas do gás.

Observe que a partir de determinada pressão, o gás deixa de obedecer a relação pV = k (o que não aconteceria com um gás ideal) que continua representada pela linha tracejada. O volume passa a reduzir-se mais acentuadamente por causa da maior proximidade das moléculas, que passam a atrair-se com as chamadas forças de Van der Waals.

Essa denominação homenageia o físico alemão Johannes Diderir van der Waals, ganhador do prêmio Nobel de Física em 1910, que postulou a existência dessas forças e estabeleceu uma equação para os gases reais, descrevendo o seu comportamento. 

No entanto, as leis dos gases perfeitos estão contidas na lei dos gases de Van der Waals, para baixas pressões ou altas temperaturas. O gráfico p x V abaixo, em que estão representadas diversas isotermas de uma amostra de gás, ilustra a transição entre as duas leis.

As duas isotermas mais baixas passam por um patamar dentro de uma região tracejada. Nesse patamar o gás está mudando de estado, do gasoso para o líquido. A terceira curva é a isoterma crítica, que tangencia a área tracejada em E. Essa isoterma corresponde à temperatura crítica (Tc), a partir da qual o gás não mais se liquefaz qualquer que seja a pressão a que esteja submetido. A isoterma seguinte e as demais, correspondentes a temperaturas superiores a Tc, tendem a assumir a curva prevista na Lei de Boyle-Mariotte, quando os gases reais comportam-se como gases perfeitos.

Forte abraço,
Prof. Sérgio Torres
Dicas de Física e Super Interessantes

                                                     Sergio Torres

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