Concetti Chiave
- Le leggi dei gas ideali definiscono come temperatura, pressione e volume influenzano il comportamento dei gas, coinvolgendo quattro leggi principali.
- La legge di Boyle descrive la relazione inversa tra pressione e volume a temperatura costante: maggiore è la pressione, minore è il volume.
- La legge di Charles stabilisce che il volume di un gas è direttamente proporzionale alla temperatura a pressione costante, con un incremento lineare di volume per ogni grado di aumento della temperatura.
- La legge di Gay Lussac indica che la pressione di un gas cresce proporzionalmente alla temperatura mantenendo il volume costante, con un incremento di pressione per ogni grado di aumento della temperatura.
- L'equazione dei gas perfetti, PV=nRT, è una generalizzazione che combina le leggi di Boyle, Charles e Avogadro, applicabile ai gas reali in determinate condizioni.
Le leggi dei Gas Perfetti o Ideali
Le variabili di stato di un gas che ne influenzano il comportamento sono Temperatura (T), Pressione (p), Volume (V).
Le Leggi dei gas perfetti, o ideali, definiscono come queste variabili influenzino lo stato dei gas. Queste leggi sono quattro. Nelle prime tre una variabile viene mantenuta costante per vedere come variano le altre due. L’ultima legge mette in relazione tutte e tre le variabili.
Legge di Boyle (isotermia):
Esprime la relazione tra pressione e volume a temperatura costante.
A temperatura costante, quindi, il volume occupato da un gas è inversamente proporzionale alla pressione del gas. In altre parole: maggiore la pressione del gas, minore il volume da lui occupato.Legge di Charles (isobara):
Esprime la relazione tra volume e temperatura a pressione costante. A pressione costante, quindi, il volume occupato da un gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura. In altre parole: all’aumentare della temperatura aumenta il volume occupato dal gas e questo aumento è pari a 1/273 del volume occupato dal gas alla temperatura di 0° C
A -273°C (che corrisponde a 0° Kelvin) il volume di un gas si annulla:
In realtà questo non accade, perchè con il diminuire della temperatura il gas diventa prima liquido e poi solidifica.
Legge di Gay Lussac (isocora):
Esprime la relazione tra pressione e temperatura a volume costante. A volume costante, quindi, la pressione di un gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura. In altre parole, all’aumentare della temperatura aumenta la pressione occupata dal gas e questo aumento è pari a 1/273 della pressione esercitata dal gas alla temperatura di 0° C
Equazione dei Gas Perfetti o Legge Universale dei Gas:
dove, n = numero di moli e R = costante universale dei gas e può assumere valori diversi a seconda dell’unità di misura considerata.
Questa equazione rappresenta una generalizzazione della legge di Boyle, di Charles e di Avogadro (secondo la quale il volume di un gas è proporzionale al numero di moli di gas presenti). Questa formula, per i gas ideali, si applica bene anche ai gas reali per valori di pressione non troppo alti e per valori di temperatura non troppo vicini alla temperatura di liquefazione del gas.
I Gas Ideali, infatti, sono gas aventi un comportamento ideale e non esistono in natura. Le Leggi dei Gas sono valide per i gas reali solo in determinate condizioni ambientali, nelle quali i gas reali si comportano in modo simile ai gas ideali.
Domande da interrogazione
- Quali sono le variabili di stato che influenzano il comportamento di un gas?
- Cosa descrive la Legge di Boyle?
- Come si comporta il volume di un gas secondo la Legge di Charles?
- Qual è l'importanza dell'Equazione dei Gas Perfetti?
Le variabili di stato che influenzano il comportamento di un gas sono Temperatura (T), Pressione (p) e Volume (V).
La Legge di Boyle descrive la relazione tra pressione e volume a temperatura costante, affermando che il volume occupato da un gas è inversamente proporzionale alla pressione del gas.
Secondo la Legge di Charles, a pressione costante, il volume occupato da un gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura.
L'Equazione dei Gas Perfetti rappresenta una generalizzazione delle leggi di Boyle, Charles e Avogadro, ed è applicabile ai gas ideali e, in determinate condizioni, anche ai gas reali.
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