Concetti Chiave
- La pressione è definita come forza per unità di area, misurata in pascal (Pa) o atmosfere, ed è rilevata tramite strumenti come barometri e manometri.
- Un barometro misura la pressione atmosferica utilizzando una colonna di mercurio, espressa in millimetri di mercurio (mmHg), mentre un manometro misura la pressione di un gas rispetto a quella atmosferica.
- La teoria cinetica dei gas descrive i gas come particelle puntiformi in moto costante, con urti perfettamente elastici, e considera trascurabile il volume delle molecole rispetto al contenitore.
- L'energia cinetica media di un gas è proporzionale alla temperatura assoluta, e la velocità media delle molecole aumenta con l'aumento della temperatura.
- A temperatura costante, tutte le molecole di gas possiedono la stessa velocità media, mentre il moto delle molecole si arresta allo zero assoluto (0 K).
La pressione e la teoria cinetica dei gas
La pressione viene definita come forza per unità di area, cioè una forza divisa per l’area su cui è distribuita (è quindi la forza esercitata da un gas sulle pareti del contenitore). L’unita di misura nel sistema internazionale è il pascal (Pa). 1 Pa=1 N/m^2
Il pascal equivale appunto alla forza, in Newton, esercitata per unità di superficie, i metri quadrati (m2). Molto spesso si utilizzano anche le atmosfere (a seconda dell’ambiente che viene studiato si utilizzano diverse unità di misura della pressione). La pressione si misura con i barometri e i manometri. La pressione barometrica è definita come l’altezza della colonna di mercurio in un barometro, ed è espressa, per l’appunto in millimetri di mercurio (mmHg).
1 atm=760 mmHg=101325 Pa=101.325 kPa
Il manometro invece è costituito da due bracci contenenti una colonna di mercurio collegati ad un’ampolla in cui è presente un gas. Se la pressione del gas da misurare è identica a quella atmosferica, l’altezza della colonna di mercurio nei due bracci è identica. Una differenza nell’altezza dei due bracci indica una differenza tra la pressione del gas e quella atmosferica.
I postulati della teoria cinetica dei gas sono:
Un gas è formato da particelle (atomi o molecole) puntiformi:
Il volume delle molecole è trascurabile rispetto al volume del contenitore;
Le particelle sono in costante moto rettilineo:
Durante il moto le molecole urtano tra loro e con le pareti del contenitore;
Gli urti sono perfettamente elastici;
L’urto delle molecole con il contenitore determina la pressione;
Le interazioni tra le particelle sono nulle.
I risultati della teoria cinetica dei gas sono:
L’energia cinetica (o traslazionale) media di un gas è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta e non dipende da P, V o dalla natura del gas. Di conseguenza:
La temperatura è la misura dell’energia cinetica media delle molecole;
Poiché E_cin=〖mv〗^2/2, la velocità media delle molecole cresce al crescere della temperatura;
A temperatura costante le molecole di qualsiasi gas possiedono la stessa velocità media;
Il moto delle molecole cessa allo zero assoluto (0 K).
Domande da interrogazione
- Come viene definita la pressione e quali sono le sue unità di misura?
- Quali sono i postulati principali della teoria cinetica dei gas?
- Come si relaziona l'energia cinetica media di un gas con la temperatura?
La pressione è definita come forza per unità di area, misurata in pascal (Pa) nel sistema internazionale, ma spesso anche in atmosfere o millimetri di mercurio (mmHg).
I postulati includono che un gas è formato da particelle puntiformi, il volume delle molecole è trascurabile, le particelle sono in moto rettilineo costante, gli urti sono elastici, e le interazioni tra particelle sono nulle.
L'energia cinetica media di un gas è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta, indicando che la velocità media delle molecole aumenta con l'aumento della temperatura.
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