Concetti Chiave
- La pressione dei gas è misurata in Pascal tramite un manometro, definita come la forza delle particelle sulle pareti del recipiente.
- Un gas ideale è costituito da particelle puntiformi in movimento continuo, senza interazioni, mentre i gas reali hanno volume proprio e forze di attrazione tra le particelle.
- La legge di Boyle descrive la relazione inversa tra pressione e volume a temperatura costante, rappresentando la curva come un'iperbole equilatera.
- Le trasformazioni isocore e isobare spiegano come variano pressione e volume con la temperatura, rispettivamente a volume e pressione costanti.
- La temperatura assoluta è misurata in gradi Kelvin, con la scala Kelvin che inizia a 0 °K (-273 °C), il punto più basso possibile per l'energia della materia.
PRESSIONE DEI GAS: è la forza delle particelle esercitata sulle pareti del recipiente.
Si usa il MANOMETRO per misurarla e la sua unità di misura è in PASCAL.
1milibar =100 Pa
1bar =100.000 Pa
1atm (atmosfera) =1,013 bar
TRASFORMAZIONE DEI GAS: è la modificazione dei valori di pressione,volume e temperatura.
GAS IDEALE o PERFETTO:
- è costituito da particelle
puntiformi,libere di muoversi
in modo indipendente
l'una dall’altra;
- requisiti:
1.
2. ogni particella è in continuo movimento;
3. ogni particella è mediamente lontana dalle altre e non è soggetta a forze di attrazione da parte di queste;
4. quando due particelle si urtano si ha un urto elastico e non si ha perdita di energia.
GAS REALE:
- le particelle hanno volume proprio ed esercitano tra di loro forze di attrazione;
- un gas reale può essere considerato ideale quando ha bassa pressione e temperatura elevata (si stabiliscono delle deboli Interazioni di Van der Waals, e il volume delle Particelle è trascurabile rispetto al volume del recipiente).
La pressione di un volume di un gas è direttamente proporzionale al numero di moli del gas.
PV = nRT
dove P=pressione, V=volume, n=numero di moli, R è una costante e T è la temperatura espressa in kelvin.
A temperatura costante la pressione esercitata da un gas è inversamente proporzionale al volume del gas.
Per ogni quantità di gas a temperatura costante,il prodotto del valori della pressione e del volume è costante (Legge di Boyle). In un asse cartesiano pressione-volume la curva rappresentata è un ramo di iperbole equilatera in quanto le due grandezze (volume e pressione) sono inversamente proporzionali: P1*V1=P2*V2.
TRASFORMAZIONE ISOCORA:
- avviene riscaldando o raffreddando un gas a volume costante;
- per ogni grado di differenza di temperatura la pressione aumenta o diminuisce di 1/273 Pa;
- P(totale)= P*(1+ t/273);
- P1/T1 = P2/T2 (Legge di Gay Lussac).
TRASFORMAZIONE ISOBARA:
- avviene a pressione costante;
- riscaldando o raffreddando a pressione costante un gas, per ogni grado di differenza di temperatura si ha l’aumento o la diminuzione del volume di 1/273 cm^3;
- V(totale) = V*(1+t/273);
- V1/T1 = V2/T2 (Legge di Charles);
- il volume e la pressione aumentano o diminuiscono lavorando a volume costante.
273 GRADI CELSIUS:
- è la temperatura più bassa raggiungibile nell'universo;
- al di sotto di questa temperatura la materia risulta con valori negativi di energia e di volume.
SCALA di KELVIN:
- nel 1848 Kelvin propone una scala delle temperature assoluta;
- si misura in GRADI KELVIN (°K):
0 °K = -273 °C
0 °C = 273 °K
100 °C = 373 °K
Vale la regola: T(K)=T(C)+273.
GAS A TEMPERATURA COSTANTE:
1bar= 273 K o C
2bar= 546 K o 273 C
3bar= 819 K o 546 C
UN GAS A PRESSIONE COSTANTE:
1l= 273 K o C
2l= 546 K o 273 C
3l= 819 K o 546 C
IL PRINCIPIO DI AVOGRADO:
- abbiamo tre contenitori di gas diversi alla stessa temperatura e pressione:
1. idrogeno;
2. ossigeno;
3. azoto;
si avrà delle masse differenti, ma si avrà lo stesso numero di moli nei tre gas.
- il volume dei gas dipende dal numero delle moli.
VOLUME MOLARE: V*m=22,4 l (in un gas a condizioni normali).
EQUAZIONE DI STATI DEI GAS PERFETTI:
- PV=nRT (P=pressione; V=volume; n=numero di moli; R=costante; T=temperatura assoluta);
P=n*R*T/V; V=n*R*T/P; n=P*V/R*T; T=P*V/n*R.
EQUAZIONE DI STATO DEI GAS REALI:
- il volume delle singole particelle non è trascurabile C Volume=V-(n*b) è il volume proprio di una mole di particelle;
- tra le particelle si stabiliscono interazioni varie;
- la pressione reale differisce da quella teorica;
- Van der Waals ipotizzò una nuova equazione di stato: (P+a*n^2/V^2)*V*n*b=nRT.
In condizioni normali ogni molecola è interessata da,10elevato alla10,urti al secondo. Però la velocità cambia a seconda degli urti(attivi o passivi).
GAS E VAPORE:
- si riscalda il vapore;
- le particelle vibrano e si muovono di più;
- arriviamo ad una temperatura alla quale l’energia delle particelle uguale all’energia del legame tra le molecole allo stato liquido;
- al di sopra della temperatura critica si ha il gas,al di sotto si ha il vapore;
- un gas può diventare vapore per raffreddamento al di sotto della temperatura critica;
- il vapore può diventare gas per riscaldamento al di sopra della temperatura critica;
- il valore della temperatura critica dipende dall’energia delle interazioni.
Domande da interrogazione
- Che cos'è la pressione dei gas e come si misura?
- Quali sono le caratteristiche di un gas ideale?
- Come si comporta un gas reale rispetto a un gas ideale?
- Cosa descrive la Legge di Boyle?
- Qual è il principio di Avogadro?
La pressione dei gas è la forza esercitata dalle particelle sulle pareti del recipiente e si misura con un manometro in Pascal.
Un gas ideale è costituito da particelle puntiformi che si muovono indipendentemente, senza forze di attrazione tra loro, e gli urti tra particelle sono elastici.
Un gas reale ha particelle con volume proprio e forze di attrazione tra di loro, ma può comportarsi come un gas ideale a bassa pressione e alta temperatura.
La Legge di Boyle descrive che, a temperatura costante, la pressione di un gas è inversamente proporzionale al suo volume, mantenendo il prodotto pressione-volume costante.
Il principio di Avogadro afferma che volumi uguali di gas diversi, alla stessa temperatura e pressione, contengono lo stesso numero di moli.
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