Ozônio e Temperatura de Boyle: Comportamento Real dos Gases
Gabarito: letra E. Abaixo da temperatura de Boyle (304 K < 450 K), predominam forças atrativas intermoleculares, o que torna o segundo coeficiente do virial negativo e o fator de compressibilidade menor que 1 a baixas pressões. Esta é a única alternativa que descreve corretamente o comportamento real do ozônio nessas condições.
A temperatura de Boyle é aquela em que o segundo coeficiente do virial (B) se anula. Acima dela, B > 0 e as interações repulsivas dominam; abaixo, B < 0 e predominam as atrativas.
Alternativa A — ❌ Incorreta
Afirma que o ozônio teria comportamento ideal sob qualquer pressão a 304 K. Isso é falso: a idealidade aproximada ocorre apenas na temperatura de Boyle e em baixas pressões. Abaixo de T_B, há desvios significativos, com Z < 1 a pressões moderadas.
Alternativa B — ❌ Incorreta
Diz que, na temperatura de Boyle, o fator de compressibilidade é 1 para qualquer pressão. Na realidade, o segundo coeficiente é zero, mas os coeficientes de ordem superior ainda podem causar desvios a pressões muito altas. A afirmação generaliza incorretamente.
Alternativa C — ❌ Incorreta
Afirma que o segundo coeficiente do virial é máximo e positivo quando T < T_B. Na verdade, nessa condição o segundo coeficiente é negativo, e o máximo (positivo) ocorre em temperaturas mais altas.
Alternativa D — ❌ Incorreta
Sustenta que, abaixo de T_B, o fator de compressibilidade é maior que 1 a baixas pressões, por predominarem forças repulsivas. O correto é o oposto: forças atrativas dominam, levando a Z < 1.
Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO
Descreve exatamente o esperado: como 304 K < 450 K (T_B), as forças intermoleculares atrativas predominam e o segundo coeficiente do virial é negativo. Esta é a opção que se alinha com a teoria dos gases reais e a definição de temperatura de Boyle.