leggi sugli stati della materia

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Testo

Legge di Boyle: relazione tra pressione e volume
Nel 1662 Robert Boyle (1627-1691) studiò la relazione che esiste tra la pressione di un gas ed il suo volume. Egli trovò che se la pressione esercitata sul pistone di un cilindro contenente un gas viene raddoppiata o triplicata, il volume del gas diventa 1/2 o 1/3 del valore originario.

La pressione ed il volume di un gas sono, quindi, due grandezze inversamente proporzionali che vengono rappresentate dalla seguente relazione:
v = k dove k è k fattore di proporzionalità
----
p
Il volume di un gas, a temperatura e moli costanti, è inversamente proporzionale alla pressione.

La legge di Boyle è l'equazione matematica di un' iperbole equilatera, con una curva isoterma..

L'interpretazione molecolare della legge di Boyle è la seguente: a temperatura e moli costanti, se il volume del gas diminuisce, gli urti delle molecole sulle pareti del contenitore sono più frequenti. Quindi la pressione aumenta.

Legge di Charles: relazione tra temperatura e volume
All'inizio dell'Ottocento Jacques Alexandre Charles (1746-1830), studiando l'espansione dei gas con la temperatura nei palloni aerostatici, dimostrò che, a pressione costante, i gas subiscono, al crescere della temperatura, un aumento di volume.
La legge di Charles si può così esprimere:
Il volume di un gas; a pressione e numero di moli costanti; è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta.
La spiegazione molecolare è la seguente: se il gas viene scaldato, aumenta l'energia cinetica delle molecole che pertanto esercitano una pressione maggiore sul pistone del recipiente.Il pistone si solleva, per cui il volume del gas aumenta.
Legge di Avogadro: relazione tra moli e volume
Nel 1811 Amedeo Avogadro constatò che a temperatura e pressione costanti, il volume di un gas se viene raddoppiato o triplicato allora raddoppiano o si triplicano anche le moli di sostanza.
Il volume di un gas,a pressione e temperatura costanti, è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta.
Equazione generale di stato dei gas
Le tre leggi dei gas (Avogadro, Boyle e Charles) permettono di ricavare l'equazione generale di stato dei gas.
Pertanto, per la legge di Avogadro, il volume di un gas è proporzionale alle moli (n) del gas.
V = k x n
Per la legge di Boyle, il volume e la pressione di un gas sono inversamente proporzionali.

1
V = k' x ----
P
Per la legge di Charles, il volume di un gas è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta.

V = k" x T
Le tre espressioni si possono combinare in un'unica equazione
P x V = n x R x T (equazione generale di stato dei gas)

Esempio



  



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