Gas ideali o perfetti

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1 Gas deal o perfett le partcelle del gas soo amate da moto peree ed occupao omogeeamete tutto lo spazo a dsposzoe; l movmeto delle partcelle è regolato dalle legg del caso le partcelle hao u volume propro trascurable rspetto al volume a dsposzoe del gas (partcelle putform) fra le partcelle o esstoo terazo gl urt soo completamete elastc Codzo d lquefazoe alta pressoe bassa temperatura Stato stadard p atm cost (5 C)

2 La legge d Boyle (soterma) Le legg de gas A temperatura costate l volume occupato da ua determata massa d gas è versamete proporzoale alla pressoe: ( ) cost ra due stat dvers del gas:

3 Gas real Fattore d comprmbltà Z gas reale gas deale R gas reale emperatura d versoe: al d sotto d essa compare u mmo el dagramma Z vs. ( temperatura crtca)

4 a b ( ) cost Legge d Boyle per gas real calcolo del covolume b: Rr r r 4 4 π R π (r) 8 π r 4 er ua partcella: 8 v 4 v b 4 v N A

5 Gas a (ltr atm mol - ) b (ltr mol - ) Elo.4.7 Neo.7.79 Argo.45.9 Krpto Xeo Idrogeo Ossgeo.6.8 Azoto.9.9 Cloro Cloruro d drogeo Moossdo d carboo Adrde carboca Ammoaca Metao.5.478

6 La legge d olta-gay Lussac (socora) Quado ua determata massa d gas vee rscaldata a volume costate, per og aumeto d temperatura d C la pressoe aumeta d 7 rspetto al valore che essa aveva a C: ( t) ( ) α t ( t ) t 7 7 t 7 cost k ra due stat dvers del gas:

7 Rappresetazoe della legge dell socora: -7 t ( C) (K)

8 La legge d Charles (sobara) Quado ua determata massa d gas vee rscaldata a pressoe costate, per og aumeto d temperatura d C l volume aumeta d 7 rspetto al valore che essa aveva a C: ( t) ( ) α t ( t ) 7 t t 7 7 cost k ra due stat dvers del gas:

9 Rappresetazoe della legge dell sobara: -7 t ( C) (K)

10 La temperatura ropretà della matera a cu è dovuta la possbltà de corp d trasferre calore dall uo all altro, medate coduzoe (cotatto dretto) e/o per rraggameto; msura la tedeza del calore a sfuggre da u corpo re prcpal scale termometrche: scala assoluta o termodamca scala Celsus o cetgrada scala Fahrehet ermometr: a) a mercuro: tra e 6 C b) ad alcool, toluee, petao: tra e C c) a gas (He): msurao poch grad assolut d temperatura

11 La legge d Avogadro (8) olum ugual dello stesso gas o d gas dvers, elle stesse codzo d temperatura e d pressoe, cotegoo u ugual umero d partcelle (atom o molecole) permette la msura de pes molecolar delle sostaze allo stato gassoso

12 M N M M N M M M N M N M M M M M Codzo ormal (c..) p atm 7 K ( C) mole d gas deale c.. occupa u volume par a.44 ltr (olume molare stadard)

13 Gas olume molare stadard [cm ] Idrogeo 4 Azoto 4 Ossgeo 9 Metao 9 Ammoaca 9 Adrde carboca 6

14 L equazoe d stato de gas deal t C mole d gas deale Rscaldameto a costate (t) ( αt) t C t Aumeto della pressoe a t costate t t C t α 7 7 t 7 ( t) t

15 Legge d Avogadro k k R R Equazoe d stato de gas deal

16 La costate uversale de gas R Forza Lughezza Lughezza Forza Lughezza Lavoro ( Eerga) mol emperatura mol emperatura mol emperatura valor umerc: a) sfruttado la defzoe d volume molare stadard: atm.44ltr ltr atmosfere R. 8 mol 7.5 K mol K b) el Sstema Iterazoale, base all espereza d orrcell: vuoto h d g R mol 7.5 K h76 cm Hg.76 m 595 kg m 9.86 m s mol 7.5 K.44 Joule 8.4 mol K dove d destà del mercuro (a C) h altezza della coloa d Hg g accelerazoe d gravtà m

17 c) sfruttado la defzoe d calora termochmca: 8.4 cal calora 4.84 J R mol K

18 Gas real: equazoe d va der Waals a b ( ) R a : pressoe tera o d coesoe b : covolume o volume propro delle molecole

19 La legge d Dalto I ua mscela d gas deal la pressoe ale è par alla somma delle presso parzal. er pressoe parzale s tede la pressoe che cascu compoete l mscuglo gassoso esercterebbe se occupasse da solo l tero volume dspoble

20 I geerale, per compoet gassos: pressoe parzale del compoete -esmo della mscela gassosa R R R R ( )... R R... X R... X R X R X R

21 I geerale: X X frazoe molare del compoete -esmo (rapporto tra le mol del compoete e le mol al) X mol d mol al

22 Legge d Amagat Il volume occupato da ua mscela gassosa costtuta da compoet è uguale alla somma de volum che cascu gas occuperebbe elle stesse codzo d pressoe e temperatura: dove X

23 d g La destà assoluta d u gas essedo f(, ) d f(, ) g R R M d g M R

24 La destà relatva d u gas rspetto ad u altro gas d destà relatva del gas rspetto al gas d destà relatva del gas rspetto al gas d d g g d g d d g g g d d g g M R M R d d d M R M R M M

25 M d u mscuglo gassoso M M M M M X M X M...X M X M % volume frazoe molare Esempo: calcolo M medo dell ara N 78% O % CO.% Ar.97% X(N ).78 X(O ). X(CO ). X(Ar).97 M ara

26 I I H O H ½ O Cl 5 Cl Cl La dssocazoe termca de gas α grado d dssocazoe (rapporto tra l umero d molecole che s soo dssocate e l umero d molecole che erao preset prma della dssocazoe) < α < N umero d molecole preset prma della dssocazoe Z umero d partcelle che s formao dalla dssocazoe d molecola d gas αn umero d molecole che s soo dssocate N-αN umero d molecole o dssocate ZαN umero d partcelle (o molecole) prodotte dalla dssocazoe Numero ale d molecole preset a dssocazoe avveuta: N-αN ZαN N [ α (Z-)] α (Z-) bomo d dssocazoe

27 La dssocazoe termca agsce: sul peso molecolare del gas: M a M α (Z -) M a peso molecolare apparete sulla pressoe eserctata dal gas: e [ (Z -)] t α e pressoe effettva sulla destà del gas: dt de α (Z-) d e destà effettva

28 Dstrbuzoe delle veloctà molecolar legge della dstrbuzoe delle veloctà molecolar d Maxwell: dn 4πN m k π e mv k v dv

29 Legge d Graham La veloctà d efflusso d u gas attraverso u foro sottle o ua parete porosa è versamete proporzoale alla radce quadrata del suo peso molecolare. v costate M Cosderado due gas dvers, e, mateut elle stesse codzo d e, s può scrvere che v v t t d d M M