Stato gassoso

Stato gassoso

Gas ideali

• Moto perenne, distribuzione omogenea delle particelle
• Volume proprio trascurabile
• Nessuna interazione fra le particelle
• Urti completamente elastici

Il comportamento è semplificato.

Approssimazione migliore: bassa pressione, alta temperatura.

Stato standard = pressione 1 atm (1,01 . 10⁵ Pa), temperatura 298 K (Convenzionalmente).

Condizioni normali = pressione 1 atm, temperatura 273 K.

Legge di Avogadro

Volumi uguali dello stesso gas o di gas diversi, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono un egual numero di particelle.

A temperatura e pressione costante, il numero di moli (n) di un gas è proporzionale al volume V occupato dal gas.

[ V = k · n ]

Volume moli.

Sfruttando questo principio si possono determinare le masse molari (allo stato gassoso) relative ad una sostanza presa come riferimento.

Stato gassoso

Gas ideali

• Moto perenne, distribuzione omogenea delle particelle
• Volume proprio trascurabile
• Nessuna interazione fra le particelle
• Urti completamente elastici

Il comportamento è semplificato.

Approssimazione migliore: bassa pressione, alta temperatura.

Stato standard: pressione 1 atm (1,01∙10⁵ Pa), temperatura 298 K (Convenzionalmente).

Condizioni normali: pressione 1 atm, temperatura 273 K.

Legge di Avogadro

Volumi uguali dello stesso gas o di gas diversi, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono un egual numero di particelle.

A temperatura e pressione costante, il numero di moli (n) di un gas è proporzionale al volume V occupato dal gas.

[V = k∙n]

Volume          moli.

Sfruttando questo principio si possono determinare le masse molari (allo stato gassoso) relative ad una sostanza presa come riferimento.

Legge di Boyle (isoterma)

A temperatura costante, il volume occupato da una massa di gas è inversamente proporzionale alla pressione.

(PV)_T,n = k

Isoterme rappresentate da rami di iperbole equilatera.

Analizzando i gas reali: prodotto PV relativo = ^{PV reale}/_{PV ideale} in funzione di P.

Di quanto il comportamento si discosta da quello ideale.

Fattore di comprimibilità (Z).

Z = ^{PV reale}/_{PV ideale} = ^{PV reale}/_nRT

Temperatura di inversione: la temperatura al di sotto della quale compare un punto di minimo nel grafico del fattore di comprimibilità.

(L'isoterma scende sotto ad "1" e poi risale).

Legge di Volta - Gay Lussac (isocora)

A volume costante, per ogni aumento di temperatura di 1°C la pressione aumenta di 1/273 rispetto al valore che aveva a 0°C.

(P_t)_v = P₀(1 + αt)

P = kT

Legge di Charles (isobara)

A pressione costante, per ogni aumento di temperatura di 1°C il volume aumenta di 1/273 rispetto al valore a 0°C.

(V_t)_p = V₀(1 + αt)

V = kT

Equazione di stato dei gas ideali

Lega temperatura, pressione e volume.

[ PV = nRT ]

Costante universale dei gas.

R = [ 0,082 L atm/mol K ] = 8,314 Joule/mol K = 1,987 cal/mol K

Equazione di van der Waals (gas reali)

Le forze attrattive fra le molecole fanno diminuire la pressione che esercita il gas (rispetto ad una situazione ideale).

[ (P + ^n²a/_V²) (V - nb) = nRT ]

A differenza di un gas ideale, le molecole non sono puntiformi ma hanno un proprio volume => pressione interna (o di coesione) => b = covolume (volume proprio).

Riferito ad 1 mol.

Legge di Dalton

In una miscela di gas ideali, la pressione totale è pari alla somma delle pressioni parziali.

Pressione parziale: che ciascun componente eserciterebbe se occupasse da solo quel volume.

[ P_TOT = P₁ + P₂ + ... + P_n ]

In generale: [ P_i = X_i · P_TOT ]

Dove X_i = Frazione molare del gas i = moli di i / moli totali.

Legge di Amagat

Il volume occupato da una miscela gassosa è uguale alla somma dei volumi che ciascun componente occuperebbe nelle stesse condizioni di temperatura e pressione.

[ V_TOT = V₁ + V₂ + ... + V_n ] [ V_i = X_i · V ]

Densità assoluta

Densità / massa volumica = [ massa del gas / volume occupato = g/V ].

Per un gas dipende da temperatura e pressione ( V = nRT/P ).