Studio dei gas. Studio del comportamento dei gas

Gas e vapore
La differenza tra gas e vapore è data dalla temperatura critica. Il vapore è materia allo stato gassoso, uno stato che può essere liquefatto all'aumentare della pressione. Il gas non è lo stesso. È un fluido che non può essere liquefatto con un semplice aumento di pressione. Questo rende il gas diverso dal vapore.
Comportamento dei gas
Una data sostanza allo stato gassoso è un gas se la sua temperatura è superiore alla temperatura critica, se la temperatura è uguale o inferiore alla temperatura critica la sostanza è vapore.
I veri gas che normalmente conosciamo, come l'elio, l'azoto e l'ossigeno, hanno caratteristiche molecolari diverse e particolari di ciascuno. Tuttavia, se li mettiamo tutti ad alte temperature e basse pressioni, iniziano a mostrare un comportamento molto simile. Nello studio dei gas si adotta un semplice modello teorico, che in pratica non esiste, con comportamento simile a quello dei gas reali. Questa approssimazione migliora quanto più bassa è la pressione e quanto più alta è la temperatura. Questo modello di gas è chiamato

gas perfetto.
Intorno al XVII e XIX secolo, tre scienziati (Jacques Charles, Louis J. Gay-Lussac e Paul E. Clayperon), dopo aver studiato il comportamento dei gas, elaborò leggi che regolano il comportamento dei gas perfetti, detti anche gas ideali. Le leggi da loro determinate stabiliscono le regole del comportamento “esterno” del gas perfetto, portando a conta solo le grandezze fisiche ad essi associate, che sono: volume, temperatura e pressione.
Legge generale dei gas perfetti
L'espressione che determina la legge generale per i gas perfetti può essere vista come segue:

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dove p_oh, V_oh e T_oh sono rispettivamente la pressione iniziale, il volume iniziale e la temperatura iniziale. Questa è un'espressione che viene utilizzata quando le variabili di un gas variano.
legge di Boyle
Robert Boyle, fisico e chimico, è stato colui che ha determinato la legge che regola le trasformazioni che un gas subisce quando la sua temperatura è mantenuta costante. La sua legge dice che quando un gas subisce una trasformazione isotermica, la sua pressione è inversamente proporzionale al volume occupato. Da questa legge si ricava che come T_oh = T Dobbiamo:

P_ohV_oh = pV

legge di Carlo

La legge di Charles è la legge che regola le trasformazioni di un gas perfetto a volume costante. Queste trasformazioni sono chiamate trasformazioni isocore o isometriche. Secondo questa legge, quando una massa di gas perfetto subisce una trasformazione isocora, la sua pressione è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. Matematicamente questa legge può essere espressa come segue:

dove p_oh e T_oh sono rispettivamente la pressione iniziale e la temperatura iniziale.

Legge di Gay-Lussac
La legge di Gay-Lussac è la legge che regola le trasformazioni di un gas perfetto a pressione costante. Questa legge, nonostante portasse il nome di Gay-Lussac, era già stata scoperta dal fisico e chimico A.C. Charles. Secondo la legge, quando un gas subisce una trasformazione isobarica, il volume del gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. Matematicamente questa legge può essere espressa come segue:

dove V_oh e T_oh corrispondono rispettivamente al volume iniziale e alla temperatura iniziale.

di Marco Aurélio da Silva

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Trasformazioni di gas
Sapere cosa sono le trasformazioni del gas.

Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:

SANTOS, Marco Aurelio da Silva. "Studio dei Gas"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/estudo-dos-gases.htm. Consultato il 27 giugno 2021.