1.1.2 Leggi dei gas perfetti

PRIMA LEGGE DI GAY-LUSSAC (pressione costante):

V = V* (1 + α t)        o        V = (V*/T*) T

T* = 273 K; V* = volume a 273 K. Il volume occupato da un gas è quindi direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta.

LEGGE DI BOYLE (temperatura costante):

p V = p0 V0

p = pressione, p0 = pressione iniziale. La legge di Boyle stabilisce che, a temperatura costante, il prodotto del volume occupato da un gas per la sua pressione rimane costante.

SECONDA LEGGE DI GAY-LUSSAC (volume costante):

p = p* (1 + α t)         o         p = (p*/T*) T

p* = pressione a 273 K. A volume costante la pressione del gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. In un termometro a gas la temperatura assoluta è determinata misurando la pressione di una certa quantità di gas mantenuto a volume costante.

EQUAZIONE DI STATO DEL GAS PERFETTO:

p V = (p0 V0 / T0) T

con T0 = temperatura iniziale. Un gas ideale che obbedisce alla legge di Boyle e alle leggi di Gay-Lussac si chiama gas perfetto. Il prodotto della pressione del gas perfetto per il volume che esso occupa è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta del gas. La molecola è il "grano" più piccolo da cui è costituita una sostanza. Il peso atomico di un elemento è la massa dell'atomo di quell'elemento misurata in unità di massa atomica. Il peso molecolare di una sostanza è la massa della molecola di quella sostanza, misurata in unità di massa atomica. Una quantità di qualunque sostanza che ha una massa in grammi numericamente uguale al suo peso atomico o molecolare contiene un numero di atomi o molecole N uguale al numero di Avogadro NA = 6,02x1023. Si chiama mole la quantità di sostanza che contiene NA componenti elementari.

N = n NA

A pressione e temperatura fissati il volume occupato dal gas è direttamente proporzionale al numero di particelle che lo compongono, cioè al numero di moli del gas. ALTRA FORMA DELL'EQUAZIONE DI STATO:

p V = n R T

n = numero di moli, R = costante dei gas perfetti =  8,3145 J/(mol K).

LEGGE DI AVOGADRO: Volumi uguali di gas diversi, mantenuti alla stessa temperatura e alla stessa pressione contengono lo stesso numero di particelle (altra forma dell'equazione di stato: n=pV/RT).