Esperimenti sulle leggi dei gas

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Le principali leggi sui gas, Gay-Lussac e Boyle, e relazione riguardante un'esperienza di laboratorio volta a verificare quanto esposto nelle leggi. Esperimenti sulle leggi dei gas (8 pagine formato doc)

LEGGI DEI GAS

Le leggi dei Gas. Modello teorico: - Calore: In fisica, il calore è quella forma di energia che si trasferisce tra due corpi, o tra due parti di uno stesso corpo, che si trovano in condizioni termiche diverse.

Il calore è energia in transito: fluisce sempre dai punti a temperatura maggiore a quelli a temperatura minore, finché non viene raggiunto l'equilibrio termico.
- Scale termometriche: Sono oggi in uso diverse scale termometriche, per la misurazione della temperatura: le più utilizzate sono la scala Celsius, o centigrada, e la scala Kelvin, o assoluta. La scala Celsius fissa a 0 °C la temperatura del ghiaccio fondente e a 100 °C il punto di ebollizione dell'acqua a pressione normale: è basata quindi sui passaggi di stato dell’acqua.
Nella scala Kelvin, che è la più usata delle scale termodinamiche, lo zero assoluto è posto a –273,15 °C e l'ampiezza del grado Kelvin, simbolo K, coincide con quella del grado Celsius.
Si può quindi individuare un’equazione per passare da una scala termometrica all’altra.
Essendo t = temperatura in gradi C, e T = temperatura in gradi K:
T = t + 273°K t = T – 273°C

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LEGGI DEI GAS PERFETTI FISICA

- Dilatazione termica: E’ un fenomeno fisico che consiste nell’aumento delle dimensioni di un corpo in seguito a un incremento della temperatura. Infatti, qualsiasi aumento di temperatura di un corpo materiale è accompagnato da un aumento della velocità di vibrazione delle sue molecole e conseguentemente da un numero maggiore di urti che queste subiscono. Questi fenomeni determinano un incremento della distanza media tra le molecole, per cui il risultato finale si traduce in un aumento del volume.
L'entità dell'espansione varia a seconda della natura del materiale che costituisce il corpo e del suo stato di aggregazione: solido, liquido o gassoso.

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LEGGI DI BOYLE

- Il gas Perfetto: Un gas perfetto è un gas che segue con la minima approssimazione le 2 leggi di Gay-Lussac e la legge di Boyle. Un gas reale approssima bene un gas perfetto quando: 1) è rarefatto
2) la temperatura in cui si trova è molto superiore a quella di liquefazione
Considerato che, idealmente, alla temperatura di 0°K (impossibile da raggiungere in natura) i gas hanno Volume = 0, rispetto alla 1° Legge di Gay-Lussac avremo:
Trasformazioni dei gas: Sono tre le grandezze fisiche che descrivono le proprietà dei gas: volume, pressione e temperatura. Per studiarne le trasformazioni, si mantiene fissa una di esse, si varia un’altra e si osserva la variazione della terza misura. Secondo questo procedimento, è possibile compiere tre trasformazioni:
-isobara: pressione costante
-isoterma: temperatura costante
-isocora: volume costante
- 1° Legge di Gay-Lussac: Riguarda una trasformazione Isobara. Mantenendo costante la pressione e variando la temperatura, il volume aumenta in modo costante secondo la legge V=V0..
in cui: V0 = Volume del gas a 0° C
V = Volume a temperatura t
= costante che per tutti i gas vale 1/273°C
= aumento di temperatura

La verifica della legge di Boyle: esperimento

LEGGE DEI GAS REALI

Questa trasformazione può essere rappresentata in un grafico in cui asse x = temperatura, asse y = volume. La curva sarà una retta perché la variazione di volume è direttamente proporzionale alla variazione di temperatura.
- Legge di Boyle: (1662) Riguarda una trasformazione Isoterma. Mantenendo costante la temperatura, il volume di una data massa di gas è inversamente proporzionale alla pressione; secondo la legge : PV=P0V0
in cui: P0 ;V0 = Pressione e volume iniziali
P ; V = Pressione e volume finali
Poiché questa equazione può essere risolta rispetto ad una qualsiasi delle 4 variabili, il volume finale sarà pari a V =(P0/P)V0
Inoltre, essendo i valori di Pressione e Volume inversamente proporzionali, è possibile rappresentarli in un grafico di questo tipo:
- In matematica due grandezze x e y si dicono inversamente proporzionali quando il loro prodotto è una costante ( x*y = k ). L'equazione y = k / x rappresenta una iperbole equilatera.