LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE CAMPO DI VALIDITA’ Temperatura costante

Presentazione sul tema: "LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE CAMPO DI VALIDITA’ Temperatura costante"— 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
All’aumentare 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 l’alchimia

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. Sull’asse 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 c’è una curva distinta

11 LEGGI DEI GAS LEGGE DI BOYLE Poiché l’equazione:
Rappresenta un’iperbole, 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 CO2
La curva blu è l’isoterma 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 PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC
LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC CAMPO DI VALIDITA’ Pressione costante Gas rarefatto (al limite pressione nulla=gas ideale)

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

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

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

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

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

23 PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC
LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC

24 PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC
LEGGI DEI GAS PRIMA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC La retta interseca l’asse t nel punto -273,16°C, ovvero nello zero della scala Kelvin

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

36 SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC
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 SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC
LEGGI DEI GAS SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC

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

39 SECONDA LEGGE DI VOLTA-GAY LUSSAC
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
COS’E’? n = numero di moli R = costante universale dei gas R = 8,31 J/mole·K

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 Alcune considerazioni
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 Alcune considerazioni
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 Alcune considerazioni
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 Alcune considerazioni
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 un’unità di misura di massa, e rappresenta una massa che, espressa in grammi, è numericamente pari al peso molecolare della sostanza Es. una mole di H2 = 2g Una mole di CO2 = 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