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Le trasformazioni di un gas

Lo stato di un gas è individuato da 3 variabili: pressione, temperatura e volume.
Andando a lavorare sul gas, mantenendo una delle tre variabili costanti e variando le altre due, si verificheranno varie trasformazioni.

La trasformazione isobara (I legge di Gay-Lussac)
È detta trasformazione isobara, quella trasformazione in cui a rimanere costante è la pressione. Questa trasformazione è descritta dalla prima legge di Gay-Lussac:

[math]V= V_0 (1+αt)[/math]

La prima legge di Gay-Lussac ci dice, quindi, che la temperatura ed il volume sono due grandezze direttamente proporzionali. Infatti un gas riscaldato a pressione costante si dilata, mentre un gas raffreddato a pressione costante si contrae.
La costante α (coefficiente di dilatazione volumica)ha lo stesso valore per tutti i gas:

[math]α=3,66 \cdot 10^{-3}\ K^{-1}[/math]

N.B. la prima legge di Gay-Lussac vale soltanto quando il gas non è troppo compresso e quando la sua temperatura è abbastanza lontana da quella di liquefazione.

La trasformazione isocora (II legge di Gay-Lussac)
È detta trasformazione isocora, quella trasformazione in cui a rimanere costante è il volume. Questa trasformazione è descritta dalla seconda legge di Gay-Lussac:

[math]p= p_0 (1+αt)[/math]

La seconda legge di Gay-Lussac ci dice, quindi, che le variazioni di pressione sono direttamente proporzionali alle variazioni di temperatura.
La costante α (coefficiente di dilatazione volumica)ha lo stesso valore per tutti i gas:

[math]α=3,66 \cdot 10^{-3}\ K^{-1}[/math]

La trasformazione isoterma (legge di Boyle)
È detta trasformazione isoterma, quella trasformazione in cui a rimanere costante è la temperatura. Questa trasformazione è descritta dalla legge di Boyle:

[math]pV= p_0 V_0[/math]

La legge di Boyle stabilisce che, a temperatura costante, il prodotto del volume da un gas per la sua pressione rimane costante.
Gli esperimenti mostrano infatti che un gas compresso tende a riscaldarsi.
Ciò significa che, in tali condizioni, pressione e volume sono grandezze inversamente proporzionali.

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