Como os gases poliatômicos podem ser ideais?

A partir da equação ideal do gás PV = nRT, onde P, V, n, R e T são, respectivamente, pressão absoluta, volume, número de mols, a constante do gás e T a temperatura (graus K). Uma medida do desvio da idealidade é a quantidade PV / nRT que pode exceder ou ser menor que a unidade.

Quando a razão é <1 (desvio negativo), o gás é mais compressível do que o esperado do comportamento ideal. Quando a razão> 1 (desvio positivo), é menos compressível.

Os gases poliatômicos podem exibir desvios positivos e negativos, dependendo da temperatura e da pressão. Veja, por exemplo, os vários gases poliatômicos no gráfico abaixo (Desvio do comportamento ideal dos gases). Aumentar a pressão diminui o caminho livre médio (clm) e, assim, as interações eletrostáticas entre as moléculas.

em uma faixa estreita de pressões de até por volta de 300 bar, o nitrogênio é o mais próximo de se comportar idealmente e fornece uma proporção de gás ideal de 1,0 em 200 bar.

Embora não incluídos, os gases inertes monatômicos se comportam de maneira mais ideal por causa das interações intermoleculares insignificantes (Van der Waals) a altas pressões, apesar de apresentar um clm baixo.

Quanto mais próximo o gás está da temperatura de liquefação, maior o desvio do comportamento ideal, um exemplo mais óbvio é a água no estado gasoso, que demonstra desvios sérios que impedem qualquer cálculo sensível da pressão a partir da equação ideal do gás.

A baixa pressão aumenta o clm das entidades moleculares / atômicas, minimizando as forças de Van der Waals entre elas. À medida que a temperatura se aproxima do ponto de ebulição do gás, a crescente dispersão eletrostática e as forças coesivas reduzem as colisões intermoleculares e minam a presunção de colisões elásticas.

As moléculas triatômicas são facilmente liquefeitas, especialmente quando o gás possui atributos polares para produzir alinhamentos eletrostáticos e, portanto, atrai resultados que resultam em desvios do comportamento ideal, em contraste com o hélio que é o mais próximo de todos os gases a se comportar idealmente em uma ampla faixa de temperatura e pressão .

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