Forma e volume propri.

I Gas

Stati d’aggregazione della materia

SOLIDO:

Forma e volume propri.

LIQUIDO:

Forma del recipiente in cui è contenuto, ma volume proprio.

GASSOSO:

Forma e volume del recipiente in cui è contenuto.

Parametri di stato

Volume: in m

, oppure (non ufficialmente) in L Massa: in kg, oppure in mol

Pressione: in N m

= Pa, oppure in atm

Temperatura:in K, oppure (non ufficialmente) in °C

MISURA DELLA TEMPERATURA

scala Fahrenheit:

[Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) ha inventato il termometro ad alcool (1709) e quello a mercurio (1714)]

lo zero e’ fissato dalla temperatura di una miscela di acqua, ghiaccio e sale da cucina, mentre la temperatura corporea media e’ circa 100.

scala Celsius:

[Anders Celsius, 1701-1744]

lo zero e’ fissato dalla temperatura di fusione del

ghiaccio, mentre la temperatura di ebollizione dell’acqua e’

100.

C = 5/9 (F-32) F = (9/5 x C) + 32

MISURA DELLA PRESSIONE ATMOSFERICA

vuoto

mercurio 76,0 cm

1,000 atm = 760 mm

= 1,01325  10

Pa

Gas ideali

“Un elemento è una sostanza

materiale che aumenta di peso in ogni trasformazione chimica”

The Sceptical Chymist (1661)

Robert Boyle (1627-1691)

(chimico inglese)

P  1/V

con T,n = cost.

ESPERIMENTO DI BOYLE

 P P

P = P

+  P

V

P 1/V

8,314 J mol

K

M RT PV g

M ;

n   g 

molecolare massa

grammi in

peso

PV g M RT

molecolare

peso 

RT M P

V d g

gassosa

densità  

PV = nRT

Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro conte di Quaregna e di Cerreto

(1776 - 1856)

Legge Avogadro:

“Volumi uguali di gas, alla stessa pressione e temperatura,

contengono ugual

numero di molecole.”

John Dalton (1766-1844) (chimico inglese)

2 errori:

-Tutti i gas elementari, monoatomici - Acqua costituita da 1 O ed 1 H

idrogeno ossigeno

acqua ossido di

carbonio

anidride

carbonica

carbonio

velocità

quadratica media velocità media

velocità più probabile

frazione di molecole

velocità velocità

T

T

T

T

< T

< T

DISTRIBUZIONE DI MAXWELL-BOLTZMANN

DELLE VELOCITÀ MOLECOLARI

Distribuzione di Maxwell-Boltznan

volume occupato da un gas reale > volume occupato da un gas ideale

b V

V _ideale  _reale  n

pressione di un gas reale < pressione di un gas ideale

reale 2 ideale

a V P

P

n 2





Equazione di stato di van der Waals dei gas reali

 ^V  ^RT

a V P

RT V

P

n b

n n

n

2

2

  



 



 



COMPRIMIBILITÀ DI UN GAS

nRT Z  PV

Quando Z=1, si dice che il gas ha un comportamento ideale (gas

ideale)

Quando Z 1, si dice che il gas non

ha un comportamento ideale (gas

reale)

Z

P 1

Nella parte sopra a Z=1 prevalgono le forze repulsive

Nella parte sotto a Z=1 prevalgono le

forze

attrattive

Johannes Diderik van der Waals Leyden 1837 – Amsterdam 1923 (Premio Nobel per la Fisica, 1910)

Attrazione a grande distanza.

Repulsione a corta distanza.