Mostrar código-fonte de Gás real

{{mais fontes|data=julho de 2009}}
Os '''gases reais''' são todos os [[gás|gases]] existentes na natureza, salvo quando estão em condições de [[pressão]] e de [[temperatura]] particulares e nestes casos são considerados aproximadamente, para efeitos apenas de cálculos facilitados, como [[gás perfeito|gases perfeitos ou ideais]]. Em oposição aos gases ideais, os gases reais não podem ser explicados e modelados inteiramente usando-se a [[lei dos gases ideais]].

Os [[Gás nobre|gases nobres]], como [[hélio]] e o [[argônio]], por serem gases atômicos, não formando normalmente [[molécula]]s, são mais próximos dos gases ideais, e por isso, até erroneamente, chamados no passado de "gases perfeitos", pois suas partículas se comportam mais como as características idealizadas e pontuais dos gases ideais.<ref>L.F.S. Coelho; [http://omnis.if.ufrj.br/~fatomica/atomos.html ''Átomos e Tabela Periódica'']; Laboratório de Colisões Atômicas e Moleculares - IF - UFRJ - Rio de Janeiro - Brasil - ''omnis.if.ufrj.br''</ref>

Para entender-se e modelar-se gases reais diversas condições devem ser consideradas, como:

* Efeitos de [[compressibilidade]];
* [[Calor específico|Capacidade térmica específica]] variável;
* [[Forças de Van der Waals]];
* Efeitos de não equilíbrio [[Termodinâmica|termodinâmico]];
* Problemas com a [[Dissociação (química)|dissociação molecular]] e [[Reação elementar|reações elementares]] com composição variável.

Para a maioria das aplicações, tal análise detalhada é desnecessária, e a aproximação dos gases ideais por ser usada com razoável precisão. Modelos de gases reais tem de ser usados próximos dos pontos de [[condensação]] dos gases, próximo do [[Ponto crítico (termodinâmica)|ponto crítico]], a altíssimas pressões, e em alguns outros casos menos usuais.

Para tratar-se fisicamente os gases reais, diversas [[Equação de estado|equações de estado]] adequadas aos gases reais foram propostas:

* [[Equação do virial]];
* [[Equação de van der Waals]];
* [[Equação de Berthelot]];
* [[Equação de Dieterici]].

Introduz-se também o [[coeficiente de compressibilidade]] Z para medir a não idealidade dos gases reais.

== Modelos ==
<!--Add a description as to what this is and what all the following stuff is : Katanada-->
{{Artigo principal|[[Equação de estado]]}}

=== Modelo de van der Waals ===
{{Artigo principal|[[Equação de van der Waals]]}}
Gases reais são frequentemente modelados por levar-se em conta seus peso molar e [[volume molar]]:

<math>RT=(P+\frac{a}{V_m^2})(V_m-b)</math>.

Nesta equação P é a pressão, T é a temperatura, R a constante dos gases ideais, e V<sub>m</sub> o volume molar. ''a'' e ''b'' são parâmetros que são determinados empiricamente para cada gás, mas são algumas vezes estimados de sua [[temperatura crítica]] (T<sub>c</sub>) e [[pressão crítica]] (P<sub>c</sub>) usando-se estas relações:

:<math>a=\frac{27R^2T_c^2}{64P_c}</math>
:<math>b=\frac{RT_c}{8P_c}</math>

=== Modelo de Redlich–Kwong ===
{{Artigo principal|Equação de estado de Redlich–Kwong}}
A [[Equação de estado de Redlich–Kwong|equação de Redlich–Kwong]] é outra equação de dois parâmetros que é usada para modelar gases reais. É quase sempre mais precisa que a [[equação de van der Waals]], e frequentemente mais precisa que alguma equação com mais que dois parâmetros. A equação é

<math>RT=P+\frac{a}{V_m(V_m+b)T^\frac{1}{2}}(V_m-b)</math>.

Nesta equação ''a'' e ''b'' são dois parâmetros empíricos que não são os mesmos parâmetros usados na equação de van der Waals.

=== Modelo de Berthelot e modelo modificado de Berthelot ===
A equação de Berthelot é muito raramente usada,
<math>P=\frac{RT}{V-b}-\frac{a}{TV^2}</math>,
mas a versão modificada é algo mais precisa:
<math>P=\frac{RT}{V}\left(1+\frac{9PT_c}{128P_cT}\frac{(1-6T_c^2)}{T^2}\right)</math>

=== Modelo de Dieterici ===
Este modelo tem deixado de ser usado nos últimos anos

<math>P=RT\frac{\exp{(\frac{-a}{V_mRT})}}{V_m-b}</math>

=== Modelo de Clausius ===
A equação de Clausius é uma equação de três parâmetros muito simples usada para modelar gases:

<math>RT=\left(P+\frac{a}{T(V_m+c)^2}\right)(V_m-b)</math>.

Nesta equação, <math>a=\frac{V_c-RT_c}{4P_c}</math>, <math>b=\frac{3RT_c}{8P_c}-V_c</math> e <math>c=\frac{27R^2T_c^3}{64P_c}</math>.

=== Modelo virial ===
{{Artigo principal|[[Equação do virial]]}}

A equação [[virial]] deriva de um [[Teoria das perturbações|tratamento perturbativo]] de [[mecânica estatística]]:

<math>PV_m=RT\left(1+\frac{B(T)}{V_m}+\frac{C(T)}{V_m^2}+\frac{D(T)}{V_m^3}+...\right)</math>

ou alternativamente

<math>PV_m=RT\left(1+\frac{B^\prime(T)}{P}+\frac{C^\prime(T)}{P^2}+\frac{D^\prime(T)}{P^3}+...\right)</math>.

A, B, C, A&prime;, B&prime;, e C&prime; são constantes dependentes da temperatura.

=== Modelo Peng-Robinson ===
Esta equação de dois parâmetros tem a interessante característica de ser útil em modelar alguns [[líquido]]s assim como gases reais:

<math>P=\frac{RT}{V_m-b}-\frac{a(T)}{V_m(V_m+b)+b(Vm-b)}</math>.

=== Modelo de Wohl ===
A equação de Wohl é formulada em termos de valores críticos, fazendo-a útil quando constantes de gases reais não estão disponíveis:

<math>RT=\left(P+\frac{a}{TV_m(V_m-b)}-\frac{c}{T^2V_m^3}\right)(V_m-b)</math>

Nesta equação <math>a=6P_cT_cV_c^2</math>, <math>b=\frac{V_c}{4}</math> e <math>c=4P_cT_c^2V_c^3</math>.

=== Modelo de Beattie-Bridgeman ===
A equação de Beattie-Bridgeman é expressa por:

<math>P=RTd+(BRT-A-\frac{Rc}{T^2})d^2+(-BbRT+Aa-\frac{RBc}{T^2})d^3+\frac{RBbcd^4}{T^2}</math>.

Nesta equação ''d'' é a densidade molar e ''a'', ''b'', ''c'', ''A'', e ''B'' são parâmetros empíricos.

=== Modelo de Benedict-Webb-Rubin ===
A equação de Benedict-Webb-Rubin, chamada também chamada equação BWR e algumas vezes referida como equação BWRS:

<math>P=RTd+d^2\left(RT(B+bd)-(A+ad-a{\alpha}d^4)-\frac{1}{T^2}[C-cd(1+{\gamma}d^2)\exp(-{\gamma}d^2)]\right)</math>
Onde ''d'' é a densidade molar e ''a'', ''b'', ''c'', ''A'', ''B'', ''C'', ''α'', e γ são parâmetros empíricos.

{{Referências}}

== Bibliografia ==
* David Young; [http://www.ccl.net/cca/documents/dyoung/topics-orig/eq_state.html ''Equations of State'']; Cytoclonal Pharmaceutics Inc. - www.ccl.net
* K. K. Shah, G. Thodos Industrial and Engineering Chemistry, vol 57, no 3, p.&nbsp;30 (1965)

{{esboço-física}}

{{DEFAULTSORT:Gas Real}}
[[Categoria:Gases]]