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Leggi dei gas ideali - kjhgfxzxfvhjkl
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Leggi dei gas ideali
gas IDEALE= gas che presentano determinate caratteristiche sotto certe condizioni. Le sue caratteristiche sono: -le particelle hanno volume nullo; -le forze attrattive tra le particelle sono nulle (le particelle non si attraggono); -le collisioni tra il gas delle molecole fra loro e delle molecole con le pareti del gas sono perfettamente elastiche; -l’energia cinetica media aumenta all’aumentare della temperatura assoluta. Sotto queste condizioni noi possiamo far subire al gas tre trasformazioni che portano a tre leggi: isoterma, isobara e isocora. Inoltre è possibile descrivere un gas con quattro grandezze: -la temperatura t misurata dal termometro; -la pressione p misurata dal manometro; -il volume V, uguale al prodotto dell’area di base S per l’altezza h del cilindro; -la mole mol. Compiendo lavoro sul gas (ad esempio riscaldandolo), è possibile modificarne una o più grandezze, provocandone così una trasformazione, durante la quale il gas passa da uno stato iniziale a uno stato finale. Premessa: in ognuna delle tre, una delle tre grandezze resta costante mentre le altre due variano:
NOME DELLA
TRASFORMAZIONE
GRANDEZZA CHE RESTA
COSTANTE
GRANDEZZE CHE
VARIANO
isoterma t p, V
isobara p t, V
isocora V p, t
Trasformazione isoterma
(isos=stesso, termo=temperatura) Ho il gas nel suo contenitore, l’isoterma è quella trasformazione nella quale la temperatura t del gas rimane costante. Pongo all’interno del recipiente un termometro e sopra a questo contenitore è presenta uno stantuffo mobile che funge da coperchio. Con esso ho un certo volume V e una verrà pressione p del gas. Grazie all’utilizzo del manometro e del barometro misuro corrispondentemente la pressione e il volume che variano nel momento in cui aggiungo dei pesetti sullo stantuffo: lo stantuffo scende sempre di più, schiaccia il gas e di conseguenza la pressione p aumenta e il volume V diminuisce (succede che le molecole hanno meno spazio e urtano frequentemente). Adesso perché la temperatura rimane costante? Semplicemente perché non c’è una fiamma al di sotto del contenitore che riscalda il gas. Dunque tra la pressione p e il volume V avremo un rapporto inversamente proporzionale descritto da un ramo di iperbole equilatera.
Legge di Boyle
Durante una trasformazione isoterma un gas segue la legge di Boyle:
Nonché a temperatura costante, le due variabili p e V sono inversamente proporzionali, nonché legge che descrive il variare della pressione p rispetto al volume V a temperatura t costante.
Trasformazione isobara
(isos=stesso, barys=pesante, pressione) Ho il gas nel suo contenitore con al di sopra lo stantuffo mobile, lo riscaldo tramite una fiamma, l’isobara è quella trasformazione nella quale la pressione p del gas rimane costante. Nel momento in cui io riscaldo il gas, la temperatura t aumenta e le molecole si muovono più velocemente, il coperchio viene sollevato a causa di questo movimento quindi temperatura t e volume V aumentano. Perché la pressione p è costante? Ricordiamo che la pressione p dipende dal numero di urti fra le molecole e le delle molecole con le pareti del contenitore. Siccome adesso le molecole sono sempre più veloci e hanno sempre più spazio, il numero di urti, nonché la pressione p, rimane sempre la stessa. Ciò può accadere anche nel momento in cui raffreddiamo il gas, cambierà solo il fatto che il volume V diminuirà anziché aumentare. Il grafico della trasformazione è una retta che non parte dall’origine (0) perché non può essere 0, deve avere un certo valore.
Legge di Gay-Lussac (o di Charles)
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Fach: Programming
