Gasideale è quello in cui il collisioni tra le particelle sono perfettamente elastiche. Tra le sue particelle non c'è nessun tipo di interazione, tipo forze attraenti o ripugnanti, inoltre, queste particelle non occupano spazio.
Secondo il teoria cinetica dei gas, lo stato termodinamico di un gas ideale è completamente descritto dalle variabili di pressione, volume e temperatura.
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concetto di gas ideale
I gas ideali sono composti esclusivamente da particelleneldimensionipuntuale (di dimensioni trascurabili) che sono in movimentocaotico è acceso altovelocità. In questo tipo di gas la temperatura e la velocità di traslazione delle particelle sono proporzionali.
Poiché non c'è interazione tra le particelle di un gas ideale, il Energia interna di questo gas è sempre uguale alla somma dei energia cinetica di tutte le particelle che lo costituiscono.
Qualunque siano i gas ideali, avranno sempre gli stessi numeronelparticelle per lo stesso volume. La loro massa, a sua volta, dipenderà direttamente dalla tua massa molare (misurato in g/mol), inoltre, 1 mole di gas ideale (circa 6.0.1023 particelle) occuperà sempre a volume pari a 22,4 l.
voi gasvero, dove si verifica occurrence collisionianelastico tra le particelle, si avvicinano molto al comportamento dei gas ideali in regimi di bassa pressione e alta temperatura. Casualmente, in condizioni normali di pressione e temperatura sulla Terra (25 °C e 1 atm), la maggior parte delle i gas si comportano come gas ideali, e questo facilita il calcolo delle previsioni sul comportamento termodinamico loro.
Alcuni gas, come il vapore acqueo, che è diluito nel gas atmosferico, non possono essere considerati gas ideali ma sì gasvero. Questi gas hanno interazioni significative tra le loro particelle, che possono condensare, causandoli liquefare, se ce n'è uno calo di temperatura.
Caratteristiche dei gas ideali
Dai un'occhiata a astratto, alcune caratteristiche dei gas ideali:
- In essi avvengono solo urti perfettamente elastici tra particelle;
- In essi non ci sono interazioni tra particelle;
- In essi le particelle hanno dimensioni trascurabili;
- 1 mole di gas ideale occupa un volume di 22,4 l, indipendentemente da cosa sia il gas;
- I gas reali si comportano come gas ideali quando sono sottoposti a regimi di bassa pressione e alta temperatura;
- La maggior parte dei gas si comporta in modo simile ai gas ideali.
legge dei gas ideali
Lo studio dei gas sviluppato dagli studiosi Carloragazzo,GiuseppeLouisgay-lussac e Robertoragazzo ha portato alla nascita di tre leggi empiriche, utilizzato per spiegare il comportamento dei gas ideali in regimi di temperatura, pressione e volumecostanti, rispettivamente.
Insieme, queste leggi hanno costituito la base necessaria per l'emergere di legge dei gas ideali, che riguarda il stato termodinamico iniziale di un gas, definita dalle quantità P1, T1 e V1, Con il tuo stato termodinamico finale (P2, V2 e T2), dopo aver subito qualche trasformazione del gas.
Dai un'occhiata al formula della legge generale del gas:
La legge generale sui gas afferma che il Prodotto dà pressione pelliccia volumedigas, diviso per la temperatura termodinamica, in kelvin, è uguale a una costante. Questa costante, a sua volta, è descritta dalla equazione di Clapeyron, orologio:
no – numero di moli (mol)
R – costante universale dei gas perfetti (0,082 atm.l/mol. K o 8,31 J/mol. K)
Nella formula, P è la pressione esercitata dal gas, V è il volume occupato da questo gas, e T è la temperatura, misurata in kelvin. la grandezza no si riferisce al numero di moli, mentre R è la costante universale dei gas ideali, spesso misurata in unità di atm.l/mol. K o in J/mol. K, essendo quest'ultimo adottato dal SI.
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Energia interna del gas ideale
IL energiainterno dei gas ideali può essere calcolato utilizzando il prodotto tra il costantenelBoltzmann e la temperatura termodinamica, si noti:
KB – costante di Boltzmann (KB = 1,38.10-23 J/K)
Dalla relazione precedente, che ci permette di calcolare il energia cinetica media dalle particelle di un gas ideale, traiamo la seguente formula, che può essere utilizzata per calcolare quanto velocità quadratica media delle molecole di un gas ideale, per una data temperatura T, si noti:
M – massa molare (g/mol)
Questa formula ti permette di vedere che a addizioneatemperatura di un gas ideale determina un aumento della velocità quadratica media delle particelle.
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Esercizi risolti sui gas ideali
Domanda 1) Due moli di un gas ideale, e alla pressione di 1 atm, si trovano alla temperatura di 227 °C. Calcola, in litri, il volume occupato da questo gas.
Dati: R = 0,082 atm.l/mol. K
a) 75 l
b) 82 l
c) 15 l
d) 27 litri
e) 25 l
Modello: Lettera b
Risoluzione:
Per calcolare il volume di questo gas utilizzeremo l'equazione di Clapeyron, tuttavia, prima di effettuare il calcolo, è necessario trasformare la temperatura di 227 °C in un kelvin. Per questo aggiungiamo il fattore 273 a questa temperatura, ottenendo una temperatura di 500 K.
Secondo la risoluzione, il volume occupato dal gas è di 82 litri.
Domanda 2) Un gas ideale occupa un volume di 20 l, quando è sottoposto ad una pressione di 3 atm, in modo che la sua temperatura rimanga costante, mentre il suo volume si triplica. Calcola la pressione finale di questo gas dopo che ha subito questa trasformazione.
a) 1 atm
b) 3 atm
c) 5 atm
d) 8 atm
e) 9 atm
Modello: Lettera a
Risoluzione:
Per risolvere questo esercizio, useremo la legge generale dei gas, nota:
Per effettuare il calcolo è stato necessario assegnare al gas un volume di 60 l, poiché il suo volume è triplicato durante la trasformazione.
Di Rafael Hellerbrock
Insegnante di fisica