Questão nº 50
Questão de Química · FGV PCERJ 2021 (nº 50)
O estudo de gases é uma das bases da físico-química e, para gases ideais, o modelo matemático segue a equação de Clapeyron.
Quando se passa a estudar gases reais, usa-se o modelo que insere um fator de compressibilidade, ou a equação de Van der Waals, que insere termos:
- Ade covolume e copressão; (alternativa correta)
- Bde gravimetria;
- Cderivados da termodinâmica estatística;
- Dderivados da constante de Boltzmann;
- Ederivados da mecânica quântica.
Resposta comentada
Gabarito Alternativa A
Gases reais não seguem perfeitamente o modelo ideal porque suas moléculas têm volume próprio e interagem umas com as outras. A equação de Van der Waals adiciona termos à equação dos gases ideais para corrigir essas duas falhas.
(A) Correta: A equação de Van der Waals insere um termo de covolume (o volume ocupado pelas próprias moléculas, subtraído do volume total disponível para o gás) e um termo de copressão ou "pressão interna" (que corrige a pressão medida devido às forças de atração entre as moléculas).
(B) Incorreta: Gravimetria é uma técnica analítica de determinação de massa, sem relação com as correções da equação de Van der Waals.
(C) Incorreta: Embora a termodinâmica estatística possa ser usada para derivar equações de estado, os termos específicos inseridos na equação de Van der Waals são conhecidos como covolume e copressão, não como "derivados da termodinâmica estatística". Armadilha: Esta alternativa é tentadora porque a termodinâmica estatística é a base teórica para entender o comportamento dos gases em nível molecular, mas não é o nome dos termos de correção.
(D) Incorreta: A constante de Boltzmann é fundamental na física estatística, mas os termos de correção na equação de Van der Waals não são nomeados como "derivados da constante de Boltzmann".
(E) Incorreta: A mecânica quântica descreve o comportamento em nível atômico, mas a equação de Van der Waals é um modelo clássico e semi-empírico, e seus termos de correção não são nomeados como "derivados da mecânica quântica".
Fonte: FGV PCERJ 2021 Perito Criminal - Química (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.