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GAS PERFETTI E GAS REALI ALLEQUILIBRIO Antonio Ballarin Denti IDEAL VS REAL GAS.

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Presentazione sul tema: "GAS PERFETTI E GAS REALI ALLEQUILIBRIO Antonio Ballarin Denti IDEAL VS REAL GAS."— Transcript della presentazione:

1 GAS PERFETTI E GAS REALI ALLEQUILIBRIO Antonio Ballarin Denti IDEAL VS REAL GAS

2 LA LEGGE DI BOYLE (Robert Boyle ) Le variabili di stato che descrivono le proprietà di un gas sono: volume (V), pressione (P) e temperatura (T) Il volume occupato da una data massa di gas, a temperatura costante, è inversamente proporzionale alla pressione P V A B La trasformazione da A(p A, V A ) a B(p B, V B ) è isoterma e la curva PV = k è uniperbole

3 I LEGGE DI GAY-LUSSAC (p = cost) Trasformazione isobara Relazione lineare

4 II LEGGE DI GAY-LUSSAC (V = cost) Trasformazione isocora Relazione lineare P0P0 P T

5 Anche le superfici si espandono con T Sia A 0 = L 0 × L 0 a T 0. Alla temperatura T si avrà: Trascuriamo poiché α << 1 Posto T 0 = 0 Posto 2α = β β è il coefficiente di espansione planare

6 Per i volumi si definisce un coefficiente di dilatazione volumetrica γ (per T 0 = 0) (per 3α = γ) Per i gas (a pressione costante) vale la I legge di Gay Lussac: [K -1 ]

7 I GAS PERFETTI – EQUAZIONE DI STATO PROPRIETÀ DEI GAS PREFETTI -IL NUMERO DELLE SUE MOLECOLE è GRANDE -IL GAS È RAREFATTO (NO INTERAZIONI TRA MOLECOLE) -LA SUA TEMPERATURA È >> DELLA T DI LIQUEFAZIONE Troviamo lequazione di stato. Nella I legge di Gay-Lussac si ha: Passando alla temperatura assoluta (t = T-273)

8 P V A B C V 0 V0V0 P0P0 P A B B C * ** Sostituendo * in ** Il prodotto pressione-volume è proporzionale alla T assoluta

9 LA MOLE E IL NUMERO DI AVOGADRO Definizioni: I pesi atomici sono le masse degli atomi espresse In ununità di misura definita come la dodicesima parte della massa del I 12 C Analogamente si definiscono i pesi molecolari Mole è la quantità di materia la cui massa espressa in grammi è uguale al peso atomico (o molecolare) Il numero di atomi in una mole è il numero di Avogadro N A = 6.02 × 10 23

10 LA LEGGE DI AVOGADRO una mole di gas a qualunque p e T costanti occupa sempre lo stesso volume (volume molare) V M = litri P 0 e 273 sono termini fissi, V 0 sarà proporzionale al numero di moli del gas. Possiamo porre: R è la costante dei gas perfetti:

11 Lequazione di stato dei gas perfetti diventa dunque: Dove m è la massa del gas ed M il suo peso molecolare

12 COMPORTAMENTO DEI GAS REALI PV P (atm) T =500 K Scostamento della funzione pV = f(p) dal suo valore in base alla legge di Boyle Solo nei punti a derivata 0 (punti di Boyle) abbiamo pV = cost. Il gas è meno compressibile ad alte pressioni. A basse T la compressione determina la liquefazione del gas

13 COMPORTAMENTO DEI GAS REALI Unisoterma reale si compone di 3 parti: 1. Il tratto ad (basse pressioni) tipico della legge di Boyle 2. Il tratto orizzontale ba tipico del processo di liquefazione n 3. Il tratto bn fortemente ascendente tipico dello stato liquido(incomprimibile) C è il punto di rugiada (comincia la liquefazione) L+V

14 I GAS REALI U = T + V energia interna del gas reale energia cinetica del moto di agitazione termica unenergia potenziale, tanto maggiore quanto più lontane sono le sue molecole Per un gas perfetto vale U = T Inoltre le molecole di un gas reale non sono puntiformi e hanno quindi volume non nullo Per un gas reale invece si ha: Date queste differenze possiamo vedere come diventa lequazione di stato per un gas reale

15 Consideriamo che per un gas perfetto vale: V/M è il volume specifico V S Van der Waals modifica questa espressione e ottiene lequazione di stato per i gas reali: Effetto delle interazioni molecolari Termine di covolume, tiene conto del fatto che le molecole hanno un volume proprio

16 Mescolando vari gas si ha: Con n i = numero moli dei singoli gas, i= 1,..,n Per ogni singolo gas vale : p i = pressione parziale Sommando su tutti i costituenti: Vale quindi la Legge di Dalton


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