Concetti Chiave
- I gas perfetti sono ideali per lo studio perché le loro particelle compiono urti elastici conservando l'energia cinetica e sono rarefatti per ridurre gli urti.
- Le trasformazioni dei gas si classificano in isobare, isocore e isoterme, ciascuna con una caratteristica costante: pressione, volume o temperatura.
- Nella trasformazione isobara, la pressione resta costante e il volume e la temperatura sono proporzionalmente lineari, seguendo la prima legge di Gay-Lussac.
- La trasformazione isocora avviene a volume costante, dove la pressione è direttamente proporzionale alla temperatura, secondo la seconda legge di Gay-Lussac.
- Durante una trasformazione isoterma, la temperatura rimane costante e il prodotto tra pressione e volume è invariabile, come descritto dalla legge di Boyle-Mariotte.
Indice
Gas perfetto e trasformazioni dei gas
Siccome i gas non hanno una forma propria, per essere studiati essi devono essere posti in un contenitore a tenuta stagna per ridurre gli attriti.
Per studiare i gas si parte da un gas ideale, detto gas perfetto, che abbia le seguenti caratteristiche:
-la sua temperatura è lontana dai punti di fusione;
-le particelle che lo compongono compiono urti elastici in cui si conserva l'energia cinetica;
-è rarefatto, ovvero le sue particelle sono distanziate per ridurre gli urti.
Le trasformazioni di un gas
Le trasformazioni di un gas possono essere:
-isobare, ovvero a pressione costante;
-isocore, ovvero a volume costante;
-isoterme, ovvero a temperatura costante.
Trasformazione isobara
La trasformazione di un gas a pressione costante è regolata dalla prima legge di Gay-Lussac: la variazione di temperatura corrisponde ad una variazione di volume in base al volume iniziale e alla costante di dilatazione volumica, che nei gas ha un valore costante.
Quindi V=V1(1+α∆T)
Il volume e la temperatura sono legati da un rapporto di proporzionalità lineare.
Se la temperatura è in Kelvin vale la formula V=(V0/T0)T
In questo caso volume e temperatura sono legati da un rapporto di proporzionalità diretta.
Trasformazione isocora
La trasformazione di un gas a volume costante è regolata dalla seconda legge di Gay-Lussac:
p=p1(1+α∆T)
Se la temperatura è in Kelvin vale la formula
p=(p0/T0)T
A volume costante la pressione di un gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura.
Trasformazione isoterma
La trasformazione di un gas a temperatura costante è regolata dalla legge di Boyle-Mariotte: a temperatura costante il prodotto tra pressione e volume di un gas resta costante.
pV=p1V1
Pressione e volume sono inversamente proporzionali.
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