TERMODINAMICA stato gassoso. TERMODINAMICA stato gassoso. Elio GIROLETTI - Università degli Studi di Pavia, Dip. Fisica nucleare e teorica

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1 UNIERSITÀ DEGLI STUDI DI PAIA dip. Fisica nucleare e teorica via Bassi 6, Pavia, Italy tel elio giroletti TERMODINAMICA stato gassoso FISICA MEDICA E RADIOPROTEZIONE elio giroletti, 2005 Classe Lauree di INFERMIERISTICA e OSTETRICIA corso integrato FISICA, STATISTICA e INFORMATICA disciplina: FISICA MEDICA e RADIOPROTEZIONE TERMODINAMICA stato gassoso FISICA MEDICA E RADIOPROTEZIONE elio giroletti, Gas perfetti -Gas reali lucidi di Domenico Scannicchio, rivisti da Elio Giroletti

2 1 2 molecole puntiformi (volume proprio nullo) urti elastici (stesse particelle prima e dopo l'urto) prima dopo parametri termodinamici: p,, t (sistema termodinamico semplice) prima prima urti anelastici (non elastici) dopo dopo LEGGI dei stato fisico gas perfetto: p,, T e densità 1 legge di Boyle t = costante p= costante I a legge di Gay-Lussac p = costante t = o (1 + α t) II a legge di Gay-Lussac (meglio detta di Charles) = costante p t = p o (1 + β t) α = β = 1 = coeff. dilatazione (= x tutti i gas) legge di Avogadro: gas 1 e gas 2 se 1 = 2 e p 1 = p 2, t 1 = t 2 N 1 = N 2 3 condizioni iniziali p o o 0 C dopo un'isoterma p' 0 C p o o = p' dopo un'isocora (condizioni finali) p t C p = p' (1 + α t) p = p o o (1+ α t) equazione di stato dei gas perfetti

3 4 3 legge di Avogadro: grammomolecola (mole) n = 1 mole N o = 6, molecole u.m.a. 12 C 12,000 u.m.a. p o = 1 atm o (1 mole) = 22,41 litri NTP = condizioni normali di temperatura e pressione (1 atmosfera, 0 C) 5 temperatura assoluta T = t ( C) + = o (1 + t ) t = C = 0 t < C < 0 non reale!! t = C limite in natura T p = p o o (1+ α t) p = p o o + t 6 p = p o o T = n R T n = n moli R = costante dei gas perfetti n = 1 mole p o R = o = 1 atm 22,4 lt K mole = 0,082 lt atm = K mole = 105 Pa 22, m 3 = 8,325 J K mole K mole

4 7 4 miscuglio di gas perfetti, p = p 1 + p 2 + p n totale = n = n 1 + n 2 + n n 1 p 1 = RT, n 2 p 2 = RT, n 3... p 3 = RT, legge di Dalton p = p 1 + p 2 + p = = (n 1 + n 2 + n ) RT = n RT GAS REALI 1 molecole occupano volume proprio urti elastici e non elastici v gas reale isoterme di un gas reale condensazione (fase liquida) solidificazione (fase solida) se le distanze diminuiscono, entrano in gioco forze diverse, es. di coesione (p,) p GAS REALI 2 isoterme di un gas reale T c = temperatura critica gas p c T > T c liquido o c T vapore c vapore saturo T < T c T >T C il gas non può passare alla fase liquida (causa agitazione termica)

5 GAS REALI equazione di stato dei gas reali equazione di an der Waals ai ( b i ) ( p + ) = R T 2 gas perfetto gas reale n = 1 mole gas i-esimo covolume b i 3 5 volume disponibile singola molecola = pressione reale = (p+a/ 2 ) >p b i GAS REALI 5 gas reale gas perfetto quando a) temperatura t >> Tc b) lontano dalle condizioni di condensazione (bassa pressione e grandi volumi) gas fisiologici e di impiego medico azoto ossigeno anidride carbonica acqua protossido d'azoto aria Tc N 2 147,1 C O 2 118,8 C CO ,3 C H 2 O + 374,1 C N 2 O + 39,5 C - 141,0 C COMPORTAMENTO DELL H 2 0 Il comportamento anomalo dell H 2 O è fondamentale per la vita!!! calore di fusione 79,7 kcal/kg calore di evaporazione 539 kcal/kg Il ghiaccio è più voluminoso dell H 2 O liquida Foto Giancoli, ed Ambrosiana, 2000

6 TERMODINAMICA stato gassoso 6 FISICA MEDICA E RADIOPROTEZIONE elio giroletti, 2005 dispense su internet webgiro elio giroletti. Università degli Studi di Pavia dip. Fisica nucleare e teorica - tel

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