leggi dei gas scale termometriche

Presentazione sul tema: "leggi dei gas scale termometriche"— Transcript della presentazione:

1 leggi dei gas scale termometriche
isoterma isobara isocora Schermo completo – cliccare quando serve…

2 Minima temperatura possibile ? 0° assoluti ? Determinazione e conversione
reaumur fahrenheit celsius kelvin 100°C 80°R 212°F 373°K 100=80=180=100 Ebollizione acqua °C = K – 273 K = °C + 273 Cambio scala 0°C 0°R 273°K 32°F Fusione ghiaccio 0°K 0° assoluti -273°C

3 1 cc = Vo/273 Aumento di 1°C Vo = 273 cc a 0°C 273 cc 278 cc 173 cc 273 cc 0 cc -273°C 5°C - 100°C 0°C Aumentando la temperatura di un gas, a pressione costante, si osserva un aumento di volume costante pari a 1/273 del volume iniziale per ogni grado di aumento della temperatura L’aumento di volume per 5°C risulta uguale a 5 cc Il volume finale risulta quindi 273 cc + 5 cc = 278 cc Riducendo la temperatura anche il volume si riduce sempre di 1/273 del volume iniziale per ogni riduzione di 1°C di temperatura: a quale temperatura il volume dovrebbe annullarsi ? si annulla a – 273 °C (o per temperatura assoluta a 0 ° K)

4 1 cc = Vo/273 riduzione di 1°C Vo = 273 cc a 0°C 273 cc 278 cc 173 cc 273 cc 0 cc -273°C 5°C - 100°C 0°C Riducendo la temperatura anche il volume si riduce sempre di 1/273 del volume iniziale per ogni riduzione di 1°C di temperatura: a quale temperatura il volume dovrebbe annullarsi ? si annulla a – 273 °C (o per temperatura assoluta a 0 ° K)

5 rimane costante il valore del prodotto P * V = K
Se la temperatura viene mantenuta costante, si osserva che variando il volume a disposizione del gas nel cilindro,anche la pressione misurata con il manometro varia: se aumenta il volume la pressione diminuisce e viceversa: la variazione avviene in modo inversamente proporzionale: P = K / V rimane costante il valore del prodotto P * V = K Legge isoterma di Boyle-Mariotte Cilindro con pistone manometro volume pressione 1 a 100 L 2 a 50 L 10 a 10 L pressione volume

6 pressione volume PV = K 1 100 2 50 10 Temperatura costante

7 termometro mercurio Tubo graduato 10°C 5°C gas Analisi dei fenomeni: gas con volume iniziale Vo e pressione Po in equilibrio con Pa:goccia ferma la temperatura in aumento produce anche aumento di pressione del gas :la goccia si sposta verso destra:si ferma quando la pressione del gas in espansione ritorna uguale a Pa il volume occupato è aumentato 0°C Contenitore con acqua in riscaldamento controllato Po = pressione iniziale del gas Vo = volume iniziale del gas Pa = pressione atmosferica Se la temperatura diminuisce, anche la pressione del gas diminuisce rispetto a Pa e la goccia si sposta verso sinistra riducendo il volume e riportando la pressione al valore di Pa Legge isobara

8 termometro mercurio Tubo graduato 10°C Se si aumenta gradualmente la temperatura di 1 °C e si misura l’aumento di volume corrispondente si trova che tale aumento è costante per ogni tipo di gas e per ogni volume: equivale sempre a 1 /273 del volume iniziale: coefficiente di dilatazione cv = Vo/273 5°C gas 0°C Il volume del gas ad una certa temperatura equivale al volume iniziale a 0°C (Vo) più l’aumento di volume dovuto all’aumento di temperatura di 1°C (Vo/273) moltiplicato per la variazione di temperatura tra quella finale t2 a quella iniziale t1 (dt): Vt = Vo + Vo * dt / 273 Vt = Vo + cv*(t2-t1) Vt = Vo + Vo*(t2-t1) / 273 Vt =Vo+Vo*dt/273 Vt = Vo(1 + dt / 273) Vt = Vo(273 + dt)/273 e ponendo dt = T° e Vo/273 = K V = KT

9 volume A quale temperatura centigrada il volume verrebbe ridotto a 0 ? Dalla formula Vt = Vo(273 + dt)/273 si vede che Vt se Vo(273+dt)/273 = 0 , cioè se (273 + dt) = 0 e quindi dt = -273 (minima temperatura possibile al limite) si introduce la scala assoluta in gradi Kelvin ponendo 0°K = -273 °C Vt = Vo + cv*(t2-t1) Vt = Vo + Vo*(t2-t1) / 273 Vt =Vo+Vo*dt/273 Vt = Vo(1 + dt / 273) Vt = Vo(273 + dt)/273 e ponendo dt = T° e Vo/273 = K V = KT temperatura 100°C -273°C 0°C 373°K 0°K 273°K T°K = C° formula per conversione tra due scale

10 Legge isobara termometro Per una determinata massa gassosa, indipendentemente dalla sua natura, si verifica che se la pressione rimane costante, il volume e la temperatura assoluta del gas variano in modo proporzionale: V = K * T V / T = K volume T2 V T1 gas T

11 Livello iniziale :limite volume per gas:deve restare bloccato
termometro Se si aumenta gradualmente la temperatura di 1 °C e si misura l’aumento di pressione necessaria per mantenere costante il volume si trova che tale aumento è costante per ogni tipo di gas equivale sempre a 1 /273 della pressione iniziale: coefficiente di dilatazione cp = Po/273 10°C 5°C gas 0°C Livello iniziale :limite volume per gas:deve restare bloccato La pressionedi un gas ad una certa temperatura equivale alla pressione iniziale a 0°C (Po) più l’aumento di pressione dovuto all’aumento di temperatura di 1°C (Po/273) moltiplicato per la variazione di temperatura tra quella finale t2 a quella iniziale t1 (dt): Pt = Po + Po * dt / 273 Pt = Po + cp*(t2-t1) Pt = Po + Po*(t2-t1) / 273 Pt =Po+Po*dt/273 Pt = Po(1 + dt / 273) Pt = Oo(273 + dt)/273 e ponendo dt = T° e Po/273 = K P = KT Legge isocora :volume costante

12 Legge isocora o isovolumica
termometro manometro Per una determinata massa gassosa, indipendentemente dalla sua natura, si verifica che se il volume rimane costante, la pressione e la temperatura assoluta del gas variano in modo proporzionale: P = K * T P / T = K T2 P2 gas P T1 P1 T