Nello studio di gas ideali vediamo che un gas è composto da atomi e molecole, che si muovono secondo le leggi stabilite dalla cinematica. In un gas, le sue particelle sono generalmente molto distanti, avendo un vuoto tra di loro. Vediamo anche che la caratteristica principale dei gas è che c'è praticamente solo interazione tra le loro particelle quando si scontrano tra loro.
Per quanto riguarda la Legge dei Gas Ideali, possiamo dire che ci mostra la relazione tra pressione, volume, temperatura e numero di moli. Questa relazione è ottenuta da un semplice modello per i gas, che consente di determinare la relazione tra quantità macroscopiche basato sullo studio del movimento di atomi e molecole. La teoria cinetica dei gas si basa su quattro postulati:
1 – il gas è formato da molecole in movimento disordinato e permanente. Ogni molecola può avere una velocità diversa dalle altre.
2 – ogni molecola di gas interagisce con le altre solo attraverso collisioni (normali forze di contatto). L'unica energia delle molecole è l'energia cinetica.
3 – tutti gli urti tra le molecole e le pareti del contenitore contenente il gas sono perfettamente elastici. L'energia cinetica totale si conserva, ma la velocità di ogni molecola può cambiare.
4 – le molecole sono infinitamente piccole. La maggior parte del volume occupato da un gas è spazio vuoto.
Sulla base di questi postulati, Boltzmann e Maxwell mostrano che l'energia cinetica media delle molecole totali di un gas ideale è proporzionale alla temperatura, secondo l'espressione:
Dove k è la costante di Boltzmann e N è il numero di molecole. Il valore di k può essere calcolato dalla costante dei gas R e dal numero di Avogadro NIL per
L'espressione ottenuta mostra che la temperatura è proporzionale all'energia cinetica media delle molecole di un gas ideale. Quindi, vediamo che la temperatura è una media del grado di agitazione delle molecole in un gas. Utilizzando il numero di moli, abbiamo:
di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-cinetica-dos-gases.htm