Volume 1

MODULO D Si definisce pressione di un gas la forza per unità di superficie esercitata dagli urti delle sue particelle sulle pareti del recipiente. 9. 5 U. 9 - Gli stati di aggregazione della materia L unità di misura della pressione, nel sistema internazionale (SI), è il pascal (Pa). Un Pa è la pressione esercitata dalla forza di 1 newton applicata perpendicolarmente a una superficie di 1 m2. La pressione può anche essere misurata in: bar (1 bar = 105 Pa); atmosfere (1 atmosfera = 101,325 Pa); torr (760 torr = 1 atmosfera = 1,013 bar). La pressione viene misurata, praticamente, con apparecchi chiamati manometri. In un recipiente contenente un gas la maggior parte dello spazio è vuoto, perché esso si espande in tutte le direzioni occupando l intero spazio a sua disposizione; rimangono però zone di spazio vuote all interno del contenitore: pertanto, è possibile fare variare lo spazio occupato dal gas. In poche parole, con una compressione è possibile variare il volume di un gas, cioè modificare quello in cui le molecole possono muoversi. Un gas può essere facilmente espanso e compresso. Le leggi fondamentali dei gas Legge di Boyle Come abbiamo esposto nel paragrafo precedente, una proprietà caratteristica dei gas è la loro grande compressibilità: questa è espressa quantitativamente dalla Legge di Boyle (1662). Legge di Boyle. A temperatura costante una data quantità di gas occupa un volume che è inversamente proporzionale alla pressione esercitata su di esso. ovvero P V = costante (P = pressione; V = volume) quindi si ha che V = costante/P Per comprendere meglio la Legge di Boyle, eseguiamo in laboratorio l esperimento illustrato dalla Figura 9.1 (Laboratorio). Con i dati della Tabella 9.1 (Laboratorio) è possibile tracciare il grafico (Fig. 9.16) che rappresenta il diagramma PressioneVolume. La curva che si ottiene è una iperbole, la cui equazione è P V = costante questo rappresenta la Legge di Boyle. Figura 9.16. Legge di Boyle. V1 V1/2 V1/3 10 Legge di Charles 30 Figura 9.17. Volume di un gas in funzione della temperatura. Volume Altra caratteristica dei gas è la loro espansione termica: come la maggior parte delle sostanze, i gas aumentano di volume con l aumentare della temperatura. Con un esperimento è possibile dimostrare questo concetto. Introduciamo un gas in un cilindro munito di pistone scorrevole, come indicato in Figura 9.18. Il peso sul pistone (P1) rimane costante, cioè sempre uguale durante tutto l esperimento, per cui rimane 20 6 4 2 Temperatura 273,15 200 100 0 +100 127 +200 +300