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LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE CAMPO DI VALIDITA Temperatura costante Gas rarefatto (al limite pressione nulla=gas ideale)

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Presentazione sul tema: "LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE CAMPO DI VALIDITA Temperatura costante Gas rarefatto (al limite pressione nulla=gas ideale)"— Transcript della presentazione:

1 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE CAMPO DI VALIDITA Temperatura costante Gas rarefatto (al limite pressione nulla=gas ideale)

2 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE VERIFICA SPERIMENTALE

3 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE QUALITATIVAMENTE Allaumentare della pressione in un gas il volume diminuisce

4 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE QUANTITATIVAMENTE A temperatura costante pressione e volume in un gas rarefatto sono inversamente proporzionali

5 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE IN FORMULE

6 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE Robert Boyle

7 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE Il frontespizio della sua opera più famosa, Il chimico scettico, contro lalchimia

8 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE Celsius

9 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE GRAFICAMENTE La legge è rappresentata sul piano cartesiano da curve chiamate isoterme. Sullasse delle ascisse si rappresenta il volume, su quello delle ordinate la pressione

10 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE ISOTERME DEL GAS IDEALE Per ogni temperatura cè una curva distinta

11 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE Poiché lequazione: Rappresenta uniperbole, le isoterme del gas ideale sono delle iperboli equilatere, una per ogni valore di temperatura

12 LEGGI DEI GAS ISOTERME DEL GAS REALE Lontano dalle condizioni di rarefazione le isoterme presentano un andamento sostanzialmente diverso da quello del gas ideale

13 LEGGI DEI GAS ISOTERME DEL GAS REALE

14 LEGGI DEI GAS Isoterme della CO 2 La curva blu è lisoterma critica, sopra la quale non vi è distinzione tra liquido e gas

15 LEGGI DEI GAS Nella parte sotto la curva rossa il corpo non è omogeneo ma troviamo liquido e gas insieme (tratto piano della curva

16 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC CAMPO DI VALIDITA Pressione costante Gas rarefatto (al limite pressione nulla=gas ideale)

17 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC Alessandro Volta

18 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC Gay Lussac Charles

19 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC QUALITATIVAMENTE Allaumentare della temperatura aumenta anche il volume

20 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC QUANTITATIVAMENTE

21 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC V=VOLUME ALLA TEMPERATURA t t=TEMPERATURA IN GRADI CELSIUS Vo=VOLUME A 0°C

22 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC Graficamente la curva è una linea retta, rappresentata sul piano in cui in ascisse cè la temperatura e in ordinate il volume

23 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC

24 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC La retta interseca lasse t nel punto -273,16°C, ovvero nello zero della scala Kelvin

25 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC Potremmo dire che lo zero kelvin è quella temperatura a cui un gas si riduce in un volume nullo.

26 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC In realtà questo non dimostra lesistenza dello zero assoluto perché a temperature così basse il gas condensa e la legge non è più valida

27 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC Tuttavia, questa legge è servita per trovare il valore, in centigradi, dello zero assoluto

28 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC Traslando lasse V in tale punto, ovvero passando dai gradi centigradi ai kelvin

29 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC La formula diviene molto più semplice (si è posto 273,16=To)

30 LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC Ovvero, usando la scala kelvin possiamo dire che volume e temperatura sono direttamente proporzionali

31 LEGGI DEI GAS SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC CAMPO DI VALIDITA Volume costante Gas rarefatto (al limite pressione nulla=gas ideale)

32 LEGGI DEI GAS SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC QUALITATIVAMENTE Allaumentare della temperatura aumenta anche la pressione

33 LEGGI DEI GAS SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC VERIFICA SPERIMENTALE

34 LEGGI DEI GAS Un termometro a gas a volume costante La temperatura del liquido è misurata attraverso laumento di pressione nel manometro. Il serbatoio di mercurio fa sì che il livello nel ramo sinistro del manometro sia sempre 0, facilitando la lettura SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC

35 LEGGI DEI GAS SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC QUANTITATIVAMENTE

36 LEGGI DEI GAS SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC P=PRESSIONE ALLA TEMPERATURA t t=TEMPERATURA IN GRADI CELSIUS Vo=PRESSIONE A 0°C

37 LEGGI DEI GAS SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC

38 LEGGI DEI GAS SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC Traslando lasse P in tale punto, ovvero passando dai gradi centigradi ai kelvin

39 LEGGI DEI GAS SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC La formula diviene molto più semplice (si è posto 273,16=To)

40 LEGGI DEI GAS LEGGE DEI GAS IDEALI Le tre leggi di Boyle e Volta-Gay Lussac

41 LEGGI DEI GAS LEGGE DEI GAS IDEALI Sono tutti casi particolari di una sola formula, detta equazione di stato dei gas perfetti

42 LEGGI DEI GAS LEGGE DEI GAS IDEALI n = numero di moli R = costante universale dei gas R = 8,31 J/mole·K COSECOSE?

43 LEGGI DEI GAS LEGGE DEI GAS IDEALI Infatti, se T è costante, poiché la massa del gas è sempre considerata fissa ed R è una costante:

44 LEGGI DEI GAS LEGGE DEI GAS IDEALI Invece, se P è costante: Cioè V è proporzionale a T, perché tutto ciò che sta tra parentesi è una costante

45 LEGGI DEI GAS LEGGE DEI GAS IDEALI Allo stesso modo, se V è costante: Cioè P è proporzionale a T, perché tutto ciò che sta tra parentesi è una costante

46 LEGGI DEI GAS Alcune considerazioni Questa formula ci dice che, ad una data pressione e temperatura, una mole di gas occupa LO STESSO VOLUME, qualsiasi sia la sua composizione chimica

47 LEGGI DEI GAS Alcune considerazioni Possibile che il volume della molecola non conti? Una molecola di acqua e una di anidride carbonica sono molto diverse: eppure in condizioni normali (t=0°C, P=1atm) una mole di entrambe le sostanze occupano un volume di 22 litri

48 LEGGI DEI GAS Alcune considerazioni Bisogna considerare che la legge vale per i GAS RAREFATTI: le molecole sono così lontane tra loro che il volume occupato dalla molecola non è nulla in confronto al volume libero.

49 LEGGI DEI GAS Alcune considerazioni Ben diverse sono le cose allo stato solido, in cui lo spazio libero è minimo rispetto al volume della molecola. In questo caso, ad esempio, una mole di acqua occupa 0,018 litri, mentre una mole di anidride carbonica quasi 0,03

50 LEGGI DEI GAS MOLI Il numero di moli è ununità di misura di massa, e rappresenta una massa che, espressa in grammi, è numericamente pari al peso molecolare della sostanza Es. una mole di H 2 = 2g Una mole di CO 2 = 46g

51 LEGGI DEI GAS NUMERO DI AVOGADRO Una mole contiene un numero di molecole costante, detto numero di Avogadro TORNA ALLE LEGGI DEI GAS


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