I gas. Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine 1

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1 I gas Universita' di Udine

2 Problema Un cubo di osmio ha lato di 0. m ed e appoggiato su una tavola. Al contatto tra la tavola ed il cubo, quanto vale la pressione (N/m )? Nota: le densita vi vengono date Universita' di Udine

3 Soluzione P F A F mg A L m ρ V ρl 3 L 0. m L 0. m L 0. m Universita' di Udine 3

4 Soluzione P 3 ρl g ρlg L kg,60 3 m kg 44,300 m s Si ricordi che: kg 44,300 m s ( 0. m) recallthat N iskg m/s N s kg m m 9.8 s 44,300 N/m Universita' di Udine 4

5 I gas L aria ha la seguente composizione molecolare in massa: 75,54% di N 3,6% di O,30% di Ar Determinare il peso molecolare dell aria e la massa media di una molecola. Universita' di Udine 5

6 I gas Occorre fare una media pesata sui pesi molecolari dei vari componenti M M 4,0 8,0 M N O N M 6,00 3,00 O M Ar 39,95 Infine M 0,7554 8, ,00 + 0,030 39,95 a 9,0 Universita' di Udine 6

7 I gas Calcolare il numero di molecole contenute in m 3 d aria a STP. Universita' di Udine 7

8 I gas Le condizioni standard sono Pressione Temperatura T 300 K Densità 5 P atm kpa, 0 Pa ρ,93kg m 3 Universita' di Udine 8

9 I gas Il peso molecolare medio dell aria è 9,0 quindi: 9,0 g di aria contengono un numero di Avogadro di molecole 9,0 kg di aria contengono un numero di Avogadro x 000 di molecole Universita' di Udine 9

10 Esercizio Si convertano 73 torr in kilopascals. Soluzione: (73 torr) x (0.35 kpa/760 torr) 96.4 kpa Universita' di Udine 0

11 Esercizio Qual e la temperatura del corpo (37 o C) in kelvin? Soluzione: 37 o C K Universita' di Udine

12 Esercizio Quanti atomi di Xe sono presenti in un campione che contiene.8 moli di Xe? Soluzione: (.8 moli) x (6.04 x 0 3 mol - ). x 0 4 Universita' di Udine

13 I gas Esprimere l equazione dei gas per l aria, in funzione di pressione, densità e temperatura. Universita' di Udine 3

14 I gas Riprendiamo l equazione PV n RT Introduciamo la densità M N M n N Au V V V n N Aukg V ρ mol mol in kg kg ρ Universita' di Udine 4

15 I gas Eliminiamo il volume n N A Aukg P R P nrt T ρ ρ Au N kg A Universita' di Udine 5

16 I gas P ρ A u P kt, ρ 9,0, kg kt P 86T ρ 5 kt Universita' di Udine 6

17 Esercizio (a) Quante molecole di H O sono presenti in 00. g di acqua? (b) Quante moli di H O sono presenti in 00. g di acqua? Soluzione: (a) 00. g x ( mole/8.05 g) x (6.04 x 0 3 mole - ) 3.34 x 0 4 (b) 00. g x ( mole/8.05 g) 5.55 mol Universita' di Udine 7

18 Esercizio Calcolare la pressione esercitata da. g di diossido di carbonio chiusi in un volume di 500 ml at 37 o C. Soluzione: p nrt/v (m/m)rt/v p (. g/44.0 g moli - ) x (8.345 kpa L K - moli - ) (30 K/0.500 L) 43 kpa Universita' di Udine 8

19 Esercizio Qual e il volume finale di un campione di gas che e stato riscaldato da 5 o C 000 o C e la cui pressione e cresciuta da 0.0 kpa a 50.0 kpa, se il volume iniziale e di 5 ml? Soluzione: V (p V /T )(T /p ) V (0.0 kpa x 5 ml/ 98 K)(73 K / 50.0 kpa) 4.3 ml Universita' di Udine 9

20 Universita' di Udine 0

21 Universita' di Udine

22 Universita' di Udine

23 Esercizio Un pallone e riempito con area a. atm. Il pallone ha un diametro di 0.3 m. Un sommozzatore porta il pallone sott acqua, dove la pressione diventa.3 atm. Se la temperatura non e cambiata, qual e il nuovo volume del pallone? Universita' di Udine 3

24 Volumi Cubo Va 3 Sfera V 4 / 3 π r 3 Universita' di Udine 4

25 Legge Gay-Lussac P P T T Legge di Boyle P P V V Legge di Charles V V T T Legge di Avogadro Legge Gas perfetti V V n n PV nrt

26 Universita' di Udine 6 ( ) atm.atm 0.3 m P P D D P P kd kd kd D V kd D V P P V V P P V V π π 0.35 m Soluzione P. atm D 0.3 m P.3 atm D?

27 Espansione termica La Torre Eiffel è alta 3 m. Di quanto varia la sua altezza fra -0 C e +30 C? Di quanto varia la sua altezza in una giornata nella quale l escursione termica sia di 0 C? Universita' di Udine 7

28 Espansione termica Accettiamo come coefficiente di dilatazione lineare quello del Fe 6 0 K Dilatazione totale nel primo caso e nel secondo è un quarto di questa λ 6 Δ L λlδ T ,4m 4cm Universita' di Udine 8

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