Concetti Chiave
- I solidi e i liquidi subiscono una dilatazione non uniforme, mentre i gas mostrano una dilatazione uniforme se allo stato aeriforme.
- La legge di Charles del 1787 stabilisce che il volume di un gas aumenta di 1/273 per ogni grado di temperatura sopra 0 °C a pressione costante.
- La formula della legge isobara descrive la relazione tra volume e temperatura di un gas, con il coefficiente di espansione termica definito come 1/273 °C-1.
- La legge di Gay-Lussac, nota come legge isocora, esprime la relazione tra pressione e temperatura di un gas mantenendo il volume costante.
- Entrambe le leggi (Charles e Gay-Lussac) si applicano ai gas ideali e utilizzano lo stesso coefficiente di espansione termica.
I solidi e i liquidi quando vengono riscaldati subiscono una dilatazione che non è uniforme, ma cambia da sostanza in sostanza.
Per i gas, questa uniformità esiste, ma è necessario che le sostanze siano tutte allo stato aeriforme.
Nel 1787 Charles osservò che una certa massa di un qualunque gas, se riscaldata subisce la stessa dilatazione totale.
Per ogni grado di incremento della temperatura il volume di una certa quantità di gas aumenta di 1/273 del valore che aveva a 0 °C a pressione costante.
Questa è la legge isobara:
dove:
a: è il coefficiente di espansione termica, che per tutti i gas ideali è uguale a
La legge di Gay-Lussac o legge isocora, può invece essere espressa dalla relazione:
dove:
a: è il coefficiente di espansione termica, che per tutti i gas ideali è uguale a
Domande da interrogazione
- Qual è la relazione tra temperatura e volume per i gas secondo la legge di Charles?
- Come si esprime la legge di Gay-Lussac riguardo alla pressione dei gas?
- Qual è il coefficiente di espansione termica per i gas ideali?
Secondo la legge di Charles, il volume di una certa quantità di gas aumenta di 1/273 del valore che aveva a 0 °C per ogni grado di incremento della temperatura, a pressione costante.
La legge di Gay-Lussac, o legge isocora, afferma che la pressione di un gas alla temperatura t è data dalla relazione \(P_t = P_0 (1 + a t)\), dove \(P_0\) è la pressione a 0 °C e \(a\) è il coefficiente di espansione termica.
Il coefficiente di espansione termica per tutti i gas ideali è uguale a \(\frac{1}{273}C^{-1}\), come indicato sia nella legge di Charles che in quella di Gay-Lussac.
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