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5. I Gas

5. I Gas. La Natura Molecolare dei Gas La Pressione Le Leggi dei Gas - la legge di Boyle - la legge di Charles e Gay-Lussac - il principio di Avogadro - la legge dei gas ideali Le Miscele Gassose Il Modello Cinetico dei Gas - la distribuzione di Maxwell delle velocità

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Presentation Transcript

  1. 5. I Gas La Natura Molecolare dei Gas La Pressione Le Leggi dei Gas - la legge di Boyle - la legge di Charles e Gay-Lussac - il principio di Avogadro - la legge dei gas ideali Le Miscele Gassose Il Modello Cinetico dei Gas - la distribuzione di Maxwell delle velocità I Gas Reali Effetto Joule-Thomson

  2. La Natura Molecolare dei Gas V=6100 km/h 0 °C V=7130 km/h 100 °C V=13320 km/h 1000 °C Il gas è uno stato fluido della materia che riempie il recipiente occupato e si lascia facilmente comprimere. MODELLO CINETICO ACQUISTA LA FORMA DEL CONTENITORE COMPRIMIBILE MOVIMENTO MOLTO VELOCE

  3. La Pressione Def. La PRESSIONE, P, è la forza esercitata dal gas divisa per l’area di superficie sulla quale la forza stessa si esercita. 1 Pa = 1 kg∙m-1∙s-2 = 1 N m-2 1 bar = 105 Pa = 100 kPa 1 atm = 1.01325x105 Pa = 101.325 kPa 1 atm = 760 torr = 760 mm Hg 1 torr = 1 mm Hg 1 atm = 14.7 psi SI Il BAROMETRO misura la pressione esercitata dall’atmosfera.

  4. La Pressione

  5. La Legge di Boyle Pressione, P Pressione, P 1/Volume, 1/V Volume, V La PRESSIONE è INVERSAMENTE PROPORZIONALE al VOLUME Comprimendo una determinata quantità di gas a temperatura costante, la pressione del gas aumenta. ISOTERMA LEGGE DI BOYLE

  6. La Legge di Boyle La PRESSIONE è INVERSAMENTE PROPORZIONALE al VOLUME = PV costante

  7. La Legge di Charles e Gay-Lussac Volume, V Volume, V Temperatura, T -273 °C 0 °C Temperatura, T Il VOLUME è DIRETTAMENTE PROPORZIONALE alla TEMPERATURA Per una determinata quantità di gas mantenuto a pressione costante, il volume varia in modo lineare con la temperatura. ISOBARA LEGGE DI CHARLES e GAY-LUSSAC

  8. La Legge di Cherles e Gay-Lussac Pressione, P Temperatura, T La PRESSIONE è DIRETTAMENTE PROPORZIONALE alla TEMPERATURA Per una determinata quantità di gas mantenuto a volume costante, la pressione varia in modo lineare con la temperatura. LEGGE DI CHARLES e GAY-LUSSAC

  9. Il Principio di Avogadro 1 mol, T = 0 °C, P = 1 atm 22.41 Gas ideale 22.09 Argo 22.26 Anidride carbonica 22.40 Azoto 22.40 Ossigeno 22.43 Idrogeno Il VOLUME è DIRETTAMENTE PROPORZIONALE al NUMERO delle MOLI Nelle medesime condizioni di pressione e temperatura un dato numero di molecole occupa lo stesso volume, indipendentemente dalla sua identità chimica. PRINCIPIO di AVOGADRO

  10. La Legge dei Gas Ideali Legge dei Gas Ideali PV = nRT Legge di Boyle n,T = costante Legge di Boyle PV = costante Legge di Charles e Gay-Lussac V = costante x T P = costante x T Principio di Avogadro V = costante x n Principio di Avogadro T,P = costante V = costante x n Legge di Charles n,P = costante Legge di Charles n,V = costante PV = costante P = costante x T V = costante x T

  11. La Legge dei Gas Ideali n x massa molare n x volume molare Legge di Boyle La densità di un gas AUMENTA all’AUMENTARE della PRESSIONE PV = nRT T = 0 °C, P = 1 atm (STP) Vm = 22.41 L∙mol-1 Legge di Charles La densità di un gas DIMINUISCE all’AUMENTARE della TEMPERATURA

  12. La Stechiometria delle Reazioni Massa Molare A Volume Molare B Massa A Volume B Stechiometria Moli di A Moli di B

  13. Le Miscele Gassose PV = nRT John Dalton LEGGE DELLE PRESSIONI PARZIALI: la pressione totale di una miscela di gas è la somma delle pressioni parziali dei suoi componenti. PRESSIONE PARZIALE: pressione che ciascun gas eserciterebbe se si trovasse da solo nel recipiente.

  14. La Legge di Dalton

  15. Il Modello Cinetico dei Gas 1930 T = 25 °C [m∙s-1] 640 515 Idrogeno 480 410 Acqua Azoto Ossigeno Anidride carbonica • Un gas è un insieme di particelle in continuo movimento casuale. • Le particelle dei gas sono infinitamente piccole. • Queste particelle puntiformi si muovono in linea retta fino a quando non subiscono un urto. • Le particelle non si influenzano a vicenda se non durante l’urto. Def. Si chiama CAMMINO LIBERO MEDIO la distanza che una particelle mediamente percorre tra un urto e un altro.

  16. La Distribuzione di Maxwell delle Velocità modulo v verso direzione Numero di molecole Numero di molecole Velocità Velocità Def. Definiamo DISTRIBUZIONE DELLE VELOCITÀ MOLECOLARI la frazione delle molecole di gas che si muovono con una data velocità a un dato istante. James Maxwell

  17. I Gas Reali Le particelle dei gas sono infinitamente piccole. PV = nRT Le particelle non si influenzano a vicenda se non durante l’urto.

  18. I Gas Reali Johannes van der Waals (P + DP) (Vm - DV)

  19. Equazione di van der Waals Le interazioni molecolari aumentano all’aumentare della densità. covolume

  20. Effetto Joule-Thomson I GAS REALI IN ESPANSIONE SI RAFFREDDANO LIQUAFAZIONE DEL GAS

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