Composizione dell'aria
• Azoto N2
• Ossigeno O2
80%
20%
– tutto il resto in quantità molto piccola:
•
•
•
•
Acqua H2O
variabile (umidità)
Gas nobili (Ar, Ne, He, ...) 1%
Biossido di carbonio CO2 0,03%
altri gas
tracce
Equazione dei gas
tutti i gas hanno lo stesso comportamento !
PV=nRT
equazione di stato del gas ideale
P pressione
V volume
T temperatura assoluta
n numero di moli
Pressione
F
• P forza per unità di superficie P 
A
•
•
•
•
•
•
•
in un gas P è uguale in ogni punto
unità SI: pascal Pa
1 Pa = 1 kgm-1s-2 = 1 N m-2
altre unità:
1 atm = 1,01325105 Pa
1 atm = 760 torr (o mm Hg)
1 bar = 105 Pa
vuoto
= 760 mm (1 Atm)
Volume
• il gas occupa tutto il V disponibile
• il volume del gas è V del recipiente
• unità SI: metro cubo m3
• altre unità:
• 1 L = 110-3 m3
• 1 mL = 1cm3 = 110-6 m3
Temperatura
• misura quanto un corpo è caldo o freddo
• si misura col termometro
• unità SI: kelvin K
• altre unità:
• °C grado Celsius o centigrado
• °F grado Fahrenheit (in America)
Temperatura assoluta
•
•
•
•
•
•
zero assoluto = -273,15 °C = 0 K
T = Tc + 273,15
Tc è positiva o negativa, T positiva
Il ghiaccio fonde a 273,15 K
L'acqua bolle a 373,15 K
L'intervallo di 100 °C è uguale a 100 K
PV=nRT
• R è una costante universale
(costante dei gas)
• in unità SI vale
R = 8,31 JK-1mol-1
• altre unità:
• R = 0,082 Latm K-1mol-1
a T costante
PV=nRT
• per un dato campione di gas a T fissa
P V = costante
• pressione e volume sono inversamente
proporzionali
a P costante
PV=nRT
• se un gas si riscalda (o raffredda) a pressione
costante
nR
V
T  costante  T
P
• il volume è proporzionale alla temperatura
(assoluta)
a V costante
PV=nRT
• se un gas si riscalda (o raffredda) a volume
costante
nR
P
T  costante  T
V
• la pressione è proporzionale alla temperatura
(assoluta)
Principio di Avogadro
•
•
•
•
•
PV=nRT
n dipende solo da P V T
Volumi uguali di gas diversi, nelle stesse
condizioni di temperatura e pressione,
contengono lo stesso numero di molecole
se n=1 allora V = Vm (volume molare)
Il Vm di un gas dipende solo da P e T
a P = 1 atm e T = 273,15 K, Vm = 22,41 L/mol
Modello cinetico di un gas
•
•
•
•
PV=nRT
Le molecole di un gas si muovono con
direzione e velocità a caso
Le molecole non interagiscono fra loro
(niente attrazioni o repulsioni)
La distribuzione delle velocità è
calcolabile e rappresenta T
La pressione è dovuta all'urto delle
molecole, che rimbalzano
Miscele di gas
• abbiamo una miscela di A B ...
• n = nA + nB + ...
• frazione molare xA = nA / (nA + nB + ...)
nRT (n A  nB  ...) RT n A RT nB RT
P



 ...  PA  PB  ...
V
V
V
V
• PA PB ... si chiamano pressioni parziali
PA = P xA
• PA è la pressione che A eserciterebbe se
occupasse da solo tutto il volume
Legge di Dalton
La pressione totale di una miscela
gassosa è eguale alla somma delle
pressioni parziali esercitate dai
singoli gas
Ptot = pN2 + pO2
pN2 = Ptot XN2
+
=
Il gas ideale
• Per definizione, il gas ideale è quello
che rispetta l'equazione di stato
pV=nRT
• un gas reale è quasi ideale, ma le
differenze dipendono da quale gas è
• la principale ragione di comportamento
non ideale sono le attrazioni fra diverse
molecole