Concetti Chiave
- La legge di Boyle afferma che il volume di un gas a temperatura costante è inversamente proporzionale alla pressione, rappresentabile graficamente come un'isoterma.
- Secondo le leggi di Charles (Gay-Lussac), il volume e la pressione di un gas sono direttamente proporzionali alla sua temperatura.
- L'estensione delle rette delle leggi di Charles verso basse temperature converge a -273°C, noto come zero assoluto, la temperatura minima concepibile.
- La legge del gas ideale, PV=nRT, integra tutte le precedenti, descrivendo il comportamento di un gas in funzione di pressione, volume, temperatura e moli.
- Il volume molare di un gas varia con la temperatura: 24 litri/mole a 25°C e 22,4 litri/mole a 0°C.
Leggi dei gas
Legge di Boyle: il volume di una determinata quantità di gas mantenuta a temperatura costante è inversamente proporzionale alla pressione, V=1/P, o PV=costanteGraficando questa legge si ottiene un grafico detto isoterma. Questa legge può essere spiegata considerando che all'aumentare della pressione aumentano gli urti sulle pareti e tra le molecole, che si avvicinano riducendo il volume.
Leggi di Charles (Gay-Lussac)
Il volume e la pressione sono direttamente proporzionali alla temperatura.
Se si mettono su un graffico le pressioni in relazione alla temperatura di diversi gas, si nota che prolungando le rette trovate verso basse temperature, queste convergerebbero tutte in un unico punto alla temperatura di
-273°C, un punto detto 0 assoluto (0K), la temperatura minima concepibile dato che un gas non può avere volume negativo. A questa temperatura pressione e volume dovrebbero essere 0, ma un realtà tutti i gas liquefanno a una temperatura superiore. Legge del gas ideale:
PV=nRT, dove R è la costante dei gas (0.0821L atm K-1 mol-1)
Questa legge contiene tutte le relazioni precedenti e descrive quindi come si comporta un gas al variare di P, V, T e numero di moli. Il volume occupato da un campione di gas a T e P costanti è dunque proporzionale al numero di molecole presenti, in generale il volume molare è 24 litri/mole a 25°C, 22,4 a 0°C.