Risposte domande orale di Chimica

P=F:A

L'unità di misura della pressione nel Sistema Internazionale è il pascal (Pa), che

corrisponde a un newton per metro quadrato (N/m²).

**La legge di Boyle:**

La legge di Boyle descrive il comportamento di un gas ideale a temperatura

costante. Formulata da Robert Boyle, la legge a erma che, a temperatura

costante, il prodotto della pressione e del volume di una quantità ssa di gas è

costante:

P1 x V1 = P2 x V2

Dove:

- P1 e P2 sono le pressioni iniziale e nale,

- V1 e V2 sono i volumi iniziale e nale.

Questa relazione implica che, se la pressione di un gas aumenta, il volume

diminuirà e viceversa, mantenendo costante la temperatura.

**Rappresentazione sul diagramma P-V:**

ffi ff ff fi fi fi ff fi ff

fi ff ff fi ff fi fi ffi

La legge di Boyle può essere visualizzata sul diagramma P-V (pressione-volume),

dove la pressione è sull'asse delle ordinate e il volume sull'asse delle ascisse. Se

rappresentiamo gra camente i dati di un gas ideale a temperatura costante,

otteniamo una curva iperbolica inversa.

In un diagramma P-V, la legge di Boyle implica che la curva rappresentante il

comportamento di un gas ideale si inclinerà verso l'asse dei volumi quando la

pressione aumenta o si allontana quando la pressione diminuisce, mantenendo

costante la temperatura.

Un esempio comune di questa legge è rappresentato dal gra co di un pallone

gon ato a cui viene applicata una forza (pressione) con le mani. Quando si preme il

pallone, diminuirà di volume, aumentando la pressione interna.

In sintesi, la legge di Boyle descrive la relazione inversa tra pressione e volume di

un gas ideale a temperatura costante, e questa relazione può essere rappresentata

e cacemente su un diagramma P-V.

8) **Leggi di Charles e Gay-Lussac:**

1. **Legge di Charles:**

La legge di Charles a erma che, a pressione costante, il volume di una quantità

ssa di gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta.

Matematicamente, questa legge può essere espressa come:

V1:T1 = V2 : T2

Dove:

- V1 e V2 sono i volumi iniziale e nale,

- T1 e T2 sono le temperature assolute iniziale e nale.

2. **Legge di Gay-Lussac:**

La legge di Gay-Lussac a erma che, a volume costante, la pressione di una

quantità ssa di gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta.

Matematicamente, questa legge può essere espressa come:

P1:T1= P2:T2

Dove:

-P1 e P2 sono le pressioni iniziale e nale,

- T1 e T2 sono le temperature assolute iniziale e nale.

Entrambe queste leggi sono basate sulla relazione diretta tra la temperatura

assoluta e le proprietà di volume o pressione di un gas ideale quando gli altri

parametri (pressione o volume) sono mantenuti costanti.

**De nizione di Temperatura Assoluta:**

fi ffi fi fi fi fi ff ff fi fi fi

fi fi

La temperatura assoluta è misurata in kelvin (K) ed è de nita in base alla scala

termodinamica assoluta. La temperatura assoluta è proporzionale all'energia

cinetica media delle particelle di un sistema. La temperatura assoluta di un gas è

spesso indicata come \(T\) in equazioni termodinamiche.

La relazione tra la temperatura assoluta misurata in kelvin e la temperatura Celsius

(°C) è data da:

T(K)=T(°C)+273.15

La temperatura assoluta ha il vantaggio di essere senza un punto di zero arbitrario,

come il punto di congelamento o ebollizione dell'acqua. La temperatura assoluta è

fondamentale nelle leggi dei gas, in quanto fornisce una base termodinamica

assoluta per descrivere il comportamento dei gas in condizioni variabili.

9) La legge dei gas perfetti è una relazione matematica che descrive il

comportamento di un gas ideale in termini di pressione (P), volume (V),

temperatura (T) e numero di moli (n). La legge è espressa come:

PV = nRT

Dove:

- \( P \) è la pressione del gas,

- \( V \) è il suo volume,

- \( n \) è il numero di moli,

- \( R \) è la costante dei gas ideali (approssimativamente 8.314J mol-1 K-1)

- - \( T \) è la temperatura assoluta in kelvin.

**De nizione di gas perfetto:**

Un gas perfetto è un modello ideale di comportamento dei gas che segue la legge

dei gas perfetti in tutte le condizioni di pressione e temperatura. Un gas perfetto è

caratterizzato da alcune ipotesi sempli cative.

**Ipotesi della teoria cinetica dei gas:**

La teoria cinetica dei gas è alla base del modello di gas perfetto e include le

seguenti ipotesi:

1. **Particelle puntiformi:** Le particelle di un gas perfetto sono considerate

puntiformi, ovvero occupano uno spazio trascurabile rispetto al volume totale del

gas. Questo implica che le dimensioni delle particelle sono trascurabili rispetto alla

distanza tra di loro.

2. **Assenza di forze intermolecolari:** Si assume che non ci siano forze di

attrazione o repulsione tra le particelle di gas. In altre parole, le particelle si

muovono liberamente senza interazioni signi cative con altre particelle.

fi fi fi fi

3. **Movimento casuale e continuo:** Le particelle di gas si muovono in modo

casuale e continuo. I loro movimenti sono in uenzati solo dalle collisioni elastiche

con altre particelle o con le pareti del contenitore.

4. **Elasticità delle collisioni:** Le collisioni tra le particelle di gas sono considerate

elastiche, il che signi ca che non vi è perdita di energia cinetica durante le

collisioni. La somma totale dell'energia cinetica delle particelle rimane costante nel

tempo.

5. **Temperatura correlata all'energia cinetica media:** La temperatura di un gas è

proporzionale all'energia cinetica media delle sue particelle. A temperature più

elevate, le particelle si muovono più velocemente, mentre a temperature più basse,

si muovono più lentamente.

Queste ipotesi sempli cative consentono di derivare la legge dei gas perfetti e di

spiegare il comportamento macroscopico di un gas ideale in varie condizioni. Va

notato che, in realtà, nessun gas è veramente perfetto, ma il modello dei gas

perfetti è spesso un'approssimazione accurata in molte situazioni pratiche.

10)**Legge di Dalton sulle pressioni parziali:**

La legge di Dalton sulle pressioni parziali a erma che, in una miscela di gas ideali,

la pressione totale esercitata dalla miscela è la somma delle pressioni parziali dei

singoli gas. In altre parole, la pressione totale di una miscela gassosa è uguale alla

somma delle pressioni che ciascun gas eserciterebbe se occupasse da solo tutto il

volume.

Matematicamente, la legge di Dalton può essere espressa come segue:

Ptot=P1+P2+P3

Dove:

- Ptot è la pressione totale della miscela,

- P1 P2 P3 sono le pressioni parziali dei singoli gas.

Questa legge è valida solo per gas ideali e in condizioni in cui le interazioni tra le

particelle di gas sono trascurabili.

**Tensione di vapore dell’acqua:**

La tensione di vapore dell'acqua è la pressione esercitata dal vapore acqueo

quando è in equilibrio con la fase liquida dell'acqua a una determinata

temperatura. A temperature diverse, la tensione di vapore cambia.

L'acqua può passare dalla fase liquida a quella gassosa attraverso l'evaporazione,

e durante questo processo, alcune molecole d'acqua si trasformano in vapore

acqueo. Se la temperatura è costante, raggiungerà un punto in cui il tasso di

evaporazione sarà uguale al tasso di condensazione, e si raggiungerà l'equilibrio

fi fi ff fl

dinamico. La pressione esercitata dal vapore acqueo in equilibrio con l'acqua

liquida è chiamata tensione di vapore.

La tensione di vapore aumenta con l'aumento della temperatura. Ad esempio, a

temperature più elevate, più molecole d'acqua possono guadagnare abbastanza

energia per evapora e la tensione di vapore sarà più alta.

La legge di Dalton può essere applicata alla miscela di gas presenti nell'aria,

incluso il vapore acqueo. La pressione totale dell'aria è la somma delle pressioni

parziali dei suoi componenti, che possono includere l'azoto, l'ossigeno e il vapore

acqueo.

11)**Umidità assoluta e relativa:**

- **Umidità assoluta:** È la quantità di vapore acqueo presente in un dato volume

d'aria, espressa generalmente in grammi per metro cubo (g/m³).

- **Umidità relativa:** È il rapporto tra la quantità e ettiva di vapore acqueo

presente nell'aria e la quantità massima che potrebbe contenere a una determinata

temperatura, espresso come percentuale. Un'umidità relativa del 100% indica che

l'aria è completamente satura di vapore acqueo, mentre un'umidità relativa

inferiore al 100% indica che l'aria contiene meno vapore acqueo di quanto

potrebbe sostenere a quella temperatura.

**Strumenti per la misura dell'umidità:**

1. **Igrometri a capello:** Basati sulla variazione di lunghezza di un capello in

risposta all'umidità. Un indicatore legge la lunghezza del capello, che cambia in

base all'umidità.

2. **Psicrometri:** Misurano l'umidità relativa confrontando le temperature di bulbo

secco e di bulbo umido. La di erenza tra le due temperature fornisce

un'indicazione dell'umidità.

3. **Sensori capacitivi:** Utilizzano la variazione della capacità elettrica di un

condensatore al variare dell'umidità. Sono comuni nei moderni dispositivi per il

monitoraggio dell'umidità.

4. **Sonde di umidità a resistenza:** Basate sulla variazione della resistenza

elettrica di un materiale sensibile all'umidità.

**Diagramma di Mollier:**

Il diagramma di Mollier (o diagramma psicrometrico) è uno strumento gra co

utilizzato per visualizzare le proprietà termodinamiche dell'aria umida. Fornisce

informazioni come temperatura secca, temperatura di bulbo umido, umidità

relativa, entalpia speci ca e volume speci co. Le linee su questo diagramma

fi ff fi ff fi

rappresentano i vari processi di umidi cazione, deumidi cazione, riscaldamento e

ra reddamento.

Informazioni che possono essere ricavate dal diagramma di Mollier includono:

1. **Umidità relativa:** La posizione di un punto sul diagramma rispetto alle curve

di saturazione indica l'umidità relativa.

2. **Temperatura di bulbo umido:** I punti sul diagramma situati sulla curva di

saturazione rappresentano la temperatura di bulbo umido.

3. **Entalpia speci ca:** L'entalpia speci ca può essere letta direttamente dal

diagramma per un determinato punto.

4. **Volume speci co:** Il volume speci co dell'aria umida può essere letto dal

diagramm