Calculadora da equação de Van der Waals

A calculadora da equação de Van der Waals estima a pressão de um gás real a partir do volume, da quantidade de matéria, da temperatura absoluta e de duas constantes específicas da substância. A lei dos gases ideais trata as moléculas como pontos que não ocupam espaço nem se atraem. Essa aproximação é útil em baixa pressão e alta temperatura, mas os gases medidos se afastam dela quando as moléculas ficam próximas ou as forças intermoleculares ganham importância. Johannes Diderik van der Waals introduziu correções para ambos os efeitos, criando uma ligação prática entre o modelo ideal simples e o comportamento observado. A equação usada é P = nRT / (V - nb) - a(n / V)². A constante b corrige o volume disponível no recipiente, pois as moléculas têm tamanho finito. Subtrair nb deixa o volume livre aproximado em que os centros moleculares podem se mover. A constante a corrige a pressão devido às forças de atração. Moléculas próximas à parede são puxadas para dentro por moléculas vizinhas, de modo que seus impactos exercem menos pressão do que o modelo ideal prevê. Nesta calculadora, o volume é medido em litros, a pressão em atmosferas, a temperatura em kelvin, e a constante dos gases é 0.082057 L atm por mol K. As constantes a e b devem usar unidades compatíveis. Use constantes confiáveis para o gás em questão e mantenha todas as entradas no sistema de unidades exibido. A temperatura deve ser absoluta; converta Celsius somando 273.15. O volume precisa ser maior que nb. Caso contrário, o denominador do volume livre será zero ou negativo e o estado será fisicamente inválido. O resultado também mostra a pressão de gás ideal nas mesmas condições. Comparar os valores revela a influência conjunta da atração molecular e do volume excluído. Em baixa densidade, os valores costumam ser próximos. Em densidades maiores, qualquer uma das correções pode predominar, tornando a diferença mais evidente. A equação de Van der Waals continua sendo uma aproximação, não uma equação de estado completa. Ela descreve qualitativamente gases reais, prevê uma transição líquido-vapor e explica o surgimento de fenômenos críticos, mas não é o modelo preferido para projetos industriais de alta precisão. Perto de limites de fase ou em condições extremas, consulte dados de propriedades validados ou uma equação de estado cúbica mais sofisticada. Para aulas, estimativas preliminares e compreensão das correções moleculares, porém, esta calculadora oferece um resultado transparente e imediato.