Proprietà di un Gas Può essere compresso facilmente



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03.06.2018
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Proprietà di un Gas

  • Può essere compresso facilmente

  • Esercita una pressione sul recipiente

  • Occupa tutto il volume disponibile

  • Non ha forma propria nè volume proprio

  • Due gas diffondono facilmente uno nell’altro

  • Tutti i gas hanno basse densità

      • aria 0.0013 g/ml
      • acqua 1.00 g/ml
      • ferro 7.9 g/ml





Le Leggi dei Gas

  • Gli Esperimenti mostrano che 4 variabili (di cui solo 3 indipendenti) sono sufficienti a descrivere completamente il comportamento all’equilibrio di un gas.

    • Pressione (P)
    • Volume (V)
    • Temperatura (T)
    • Numero di particelle (n)














La Legge di Boyle







Interpretazione Molecolare



































I Gas Perfetti

  • Le particelle si muovono con un moto uniforme e casuale

  • Le particelle di un gas perfetto hanno una massa ma non un volume

  • Le interazioni tra le particelle e tra queste e le pareti del recipiente sono nulle

  • Gli urti all’interno del gas sono urti perfettamente elastici



Gas Perfetti vs. Gas Reali

  • Le particelle si muovono con un moto uniforme e casuale

  • Si tratta di un’assunzione assolutamente realistica: la tendenza dei gas ad occupare tutto il volume a disposizione in maniera omogenea ne è una evidente dimostrazione.



Gas Perfetti vs. Gas Reali

  • Le particelle di un gas perfetto hanno una massa ma non un volume

  • Si tratta di un’astrazione in quanto la materia occupa uno spazio fisico. In realtà, data la natura atomico/molecolare delle particelle gassose, il loro volume può essere considerato trascurabile rispetto al volume complessivamente occupato. Tale approssimazione diventa meno efficace al diminuire del volume del gas.



Gas Perfetti vs. Gas Reali

  • Le interazioni tra le particelle e tra queste e le pareti del recipiente sono nulle

  • Le interazioni tra le particelle sono piccole ma non nulle come dimostra, ad esempio, la transizione alla fase liquida di tutti i gas.

  • Gli urti delle particelle con le pareti del recipiente sono avvertiti macroscopicamente come la pressione che il gas esercita sulle pareti del contenitore









Il volume delle particelle gassose

  • Se P x V = n x R x T, per T = 0, l’unica soluzione ad una qualsiasi pressione è data da V = 0.

  • Un gas dovrebbe “sparire” allo zero assoluto!!

  • Il volume ideale deve essere corretto per considerare il volume delle molecole reali

  • Se b e’ il volume proprio di una mole di molecole, Vi = Vr – b da cui:

  • P x (V – nb) = n x R x T



Interazioni tra le particelle

  • Poiché le interazioni esistono, la pressione di un gas reale a parità di condizioni è più bassa di quella di un gas ideale in quanto le particelle hanno una minore libertà di movimento: nell’unità di tempo si ha un minor numero di urti contro le pareti per unità di superficie

  • Per una mole: Pi = Pr + a/V2, in quanto le interazioni si fanno sentire maggiormente a piccoli volumi in quanto le particelle hanno mediamente a disposizione minore spazio.



Equazione di stato dei gas reali o Equazione di van der Waals

  • (P + n2a/V2) x (V - nb) = n x R x T

  • a = costante sperimentale che dipende dal gas che misura l’intesità delle forze attrattive tra le molecole

  • 0,01 - 10 atm litri2 mol-2



Deviazioni di Comportamento

  • Dall’equazione di van der Waals si può notare come all’aumentare di V, i termini correttivi perdano di importanza.

  • Poiché in genere il volume di un gas aumenta per bassi valori di P ed alti valori di T, in queste condizioni il comportamento reale si avvicina a quello ideale.





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