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LEGGI DEI GAS

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

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LEGGI DEI GAS

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Presentation Transcript

  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. 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 All’aumentare 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 c’è 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 l’asse 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 l’esistenza 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 l’asse 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 All’aumentare della temperatura aumenta anche la pressione

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

  34. 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. 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 l’asse 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 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. 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 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

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