Concetti Chiave
- Un gas ideale è composto da particelle puntiformi in costante moto rettilineo, con urti perfettamente elastici tra loro e con il contenitore.
- Le particelle di un gas ideale non interagiscono tra loro, rendendo il gas altamente comprimibile e termicamente espandibile.
- I gas hanno bassa viscosità e densità, e sono completamente miscibili tra loro in qualsiasi proporzione.
- Il comportamento di un gas è determinato da pressione, volume, quantità di gas e temperatura; conoscendo tre di questi, è possibile calcolare il quarto.
- L'equazione di stato dei gas ideali, PV=nRT, permette di correlare le proprietà fisiche dei gas, con R come costante e T in Kelvin.
1. I gas e relative proprietà
Un gas è costituito da un insieme di particelle disordinate, libere di muoversi. Un gas viene definito ideale quando ha particelle che non hanno massa e che non occupano volume.
Un gas quindi è formato da particelle puntiformi (atomi o molecole). Queste particelle sono in costante moto rettilineo. Durante il moto le particelle urtano tra loro e con il contenitore. Questi urti:
Sono perfettamente elastici;
Gli urti che avvengono con il contenitore determinano la pressione.
Le interazioni tra le particelle sono nulle.
Le proprietà dei gas sono le seguenti:
Sono altamente comprimibili;
Sono espandibili termicamente;
Hanno bassa viscosità (resistenza al flusso);
Hanno bassa densità (ca. 1-2 g/l);
Gas diversi sono miscibili in tutti i rapporti;
Il comportamento fisico di un gas (lo stato) è determinato da quattro proprietà:
Pressione;
Volume;
Quantità di gas (in moli);
Temperatura.
Se si conoscono tre dei valori appena elencati è possibile calcolare il valore della restante proprietà utilizzando un’equazione matematica, detta equazione di stato (o equazione del gas ideale). L’equazione di stato è la seguente:
PV=nRT
Dove P è la pressione, V il volume, n il numero di moli, R una costante, T la temperatura in Kelvin. Al fine di poter comprendere e spiegare questa equazione è necessario introdurre alcuni aspetti inerenti il comportamento dei gas.
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