Risolvere esercizi sull’equazione di van der Waals: scopri le soluzioni ai problemi pratici
L’equazione di van der Waals è una forma di equazione di stato che tiene conto del comportamento reale dei gas. La sua formulazione include le costanti a e b, che sono specifiche per ogni gas e rappresentano rispettivamente la forza di attrazione e il volume occupato dalle molecole del gas.
Esercizio a)
In una bombola da 20.0 L contenente 102.3 moli di CO2, la pressione segnata è di 78.1 atm a 25.0 °C. Applicando l’equazione di van der Waals, con i valori di a = 3.59 e b = 0.0430, si ottiene una pressione reale di 66.5 atm, più vicina al valore osservato rispetto all’equazione dei gas ideali.
Esercizio b)
Una bombola da 50.0 L con una pressione massima di 200 atm e 250 moli di idrogeno può essere sottoposta a una temperatura massima di 435.8 K secondo l’equazione di van der Waals, rispetto ai 487.2 K calcolati con l’equazione dei gas ideali.
Esercizio c)
Applicando l’equazione di van der Waals, la pressione di una mole di gas che occupa un volume di 22.4 L a 273 K, con a = 6.29 e b = 0.0562, risulta essere 0.990 atm.
Esercizio d)
La pressione esercitata da 0.300 moli di elio in un recipiente da 0.200 L alla temperatura di 248 K è calcolata essere 31.5 atm utilizzando l’equazione di van der Waals.
Esercizio e)
Calcolando la pressione esercitata da 1.5 moli di gas in un recipiente di 500 L a 273 K con a = 16.2 e b = 0.084, si ottiene una pressione di 5.44 atm utilizzando l’equazione di van der Waals, mentre l’equazione di stato dei gas reali fornisce un valore di 0.0672 atm.
Risolvere esercizi utilizzando l’equazione di van der Waals fornisce una prospettiva pratica sul comportamento dei gas reali, permettendo di confrontare i risultati con quelli ottenuti utilizzando l’equazione dei gas ideali e l’equazione di stato dei gas reali.