Laurea in Logopedia
corso integrato FISICA - disciplina FISICA MEDICA
TERMODINAMICA DEI GAS
- GAS PERFETTI
- GAS REALI
GAS
1
1
GAS PERFETTI
(volume proprio nullo)
molecole puntiformi
urti elastici (stesse particelle prima e dopo l'urto)
prima
parametri termodinamici : p, V, t
dopo
(sistema termodinamico semplice)
prima
prima
urti non elastici
(anelastici)
dopo
GAS
2
dopo
2
GAS PERFETTI
LEGGI dei GAS PERFETTI
legge di Boyle :
t = costante
pV= costante
Ia legge di Gay-Lussac : p = costante Vt = Vo(1 + a t)
IIa legge di Gay-Lussac : V = costante pt = po(1 + b t)
1
a=b=
273°
legge di Avogadro : gas 1 e gas 2
V1=V2 , p1= p2 , t1= t2
GAS
3
N1= N2
3
GAS PERFETTI
condizioni iniziali
po
Vo
0°C
dopo un'isoterma
p'
V
0°C
dopo un'isocora
(condizioni finali)
p
V
t°C
poVo = p' V
p = p' (1 + a t)
pV = poVo (1+ a t)
equazione di stato dei gas perfetti
GAS
4
GAS PERFETTI
legge di Avogadro :
n = 1 mole
u.m.a.
po = 1 atm
12C
grammomolecola (mole)
No = 6.02 1023 molecole
12.000 u.m.a.
Vo (1 mole) = 22.41 litri
NTP = condizioni normali di temperatura
e pressione (1 atmosfera, 0°C)
GAS
5
4
5
GAS PERFETTI
temperatura assoluta
T = t (°C) + 273°
V = Vo (1 + t )
273°
t = – 273°C
V=0
t < – 273°C
V < 0 non reale
t = – 273°C limite in natura
pV = poVo (1+ a t)
GAS
6
!!
T
pV = poVo 273° + t
273°
6
GAS PERFETTI
poVo
T= nRT
pV =
273°
n = n° moli
R = costante dei gas perfetti
n = 1 mole
poVo
1 atm 22.4 l
0.082 l atm
=
=
R=
=
273°
°K mole
273° K mole
5 Pa 22.4 10–3 m3
10
8.325
J
=
=
273°K mole
°K mole
GAS
7
GAS REALI
molecole occupano volume proprio
1
v
urti elastici e non elastici
gas reale
condensazione (fase liquida)
solidificazione (fase solida)
isoterme di un gas reale
(p,V)
T > Tc gas non può in alcun modo passare alla
fase liquida (causa agitazione termica)
Tc = temperatura critica
GAS
8
GAS REALI
p
2
isoterme di un gas reale
Tc = temperatura critica
gas
pc
T > Tc
liquido
vapore
vapore saturo
o
GAS
Vc
9
Tc
T < Tc
V
GAS REALI
equazione di stato dei gas reali
equazione di Van der Waals
ai
(V – bi ) ( p + 2 ) = R T
V
covolume – bi
gas perfetto
V
3
n = 1 mole
gas i-esimo
gas reale
V
volume disponibile singola molecola = V – bi
GAS
10
GAS REALI
ai
termine di pressione aggiuntivo 2
V
pressione
urti elastici + urti non elastici
pressione interna > pressione pareti (manometro)
• forze intermolecolari attirano
molecole periferiche verso l'interno
GAS
12
4
GAS REALI
5
gas reale  gas perfetto quando :
a) temperatura t >> Tc
b) lontano dalle condizioni di condensazione
(bassa pressione e grandi volumi)
gas fisiologici e di impiego medico
azoto
ossigeno
anidride carbonica
acqua
protossido d'azoto
GAS
12
N2
O2
CO2
H2O
N2O
Tc
a 37 oC:
– 147.1 °C perfetto
– 118.8 °C perfetto
+ 31.3 °C ???
+374.1 °C reale
+ 39.5 °C reale