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LA FISICA
Le leggi dei gas: le leggi di Gay-Lussac
Il fisico che ha studiato le trasformazioni dei gas spiegate nella sezione precedente è Gay-Lussac.
La prima legge di Gay-Lussac afferma che:
a pressione costante il volume di un gas aumenta linearmente con la temperatura.
Prove sperimentali hanno determinato che un gas, se soggetto ad abbassamenti di temperatura, passa dallo stato
gassoso a quello liquido. Questo valore di temperatura corrisponde allo zero assoluto, aumentando la temperatura
il gas torna ad espandersi. Lo zero assoluto è riferito alla scala Kelvin e corrisponde a –273
°
della scala in gradi
centigradi.
0
K
= – 273
°C
Sopra questa temperatura il volume del gas torna ad espandersi in modo lineare; da queste osservazioni è stato
ricavato un
coefficiente di espansione dei gas
definito
, valido per tutti i gas:
= 3.663 * 10
-3
°C
-1
pari a circa 1/273
°C
-1
l’aumento di volume
, se immaginiamo il gas in un contenitore chiuso, rappresenta l’aumento relativo di pressione
quando la sua temperatura aumenta di 1
°C
.
La formula che indica questa linearità quando
p = K
(costante) è la seguente:
V
t
=
V
0
* (
1 +
α
t)
V
t
è il volume occupato dal gas alla temperatura
t
°C
V
0
è il volume occupato dal gas alla temperatura di
0
°C
t
è la temperatura espressa in
°C
Esempio 1:
la temperatura di un gas con volume 2
dm
3
passa da 273
K (t
i
)
a 373
K (t
f
)
, il
Δ
t
è di 100
K
(che corrispondono anche a 100
°C
) il suo volume diventa:
V
t
=
V
0
*
1 + 1
t
1
*
Δ
t
V
t
=
V
0
*
1 + 1
273 * 100
V
t
= 2
*
൬
1 +
൫
0,0036
* 100
൯൰
V
t
=
2 * 1,36
V
t
=
2,72
dm
3
il volume del gas aumenta circa del 36%.
Esempio 2:
il precedente volume subisce un abbassamento di temperatura di 100
K
dai 373
K
al quale era
arrivato, il suo volume diventa:
V
t
=
V
0
*
1 – 1
373
*
100
V
t
= 2,72
*
൬
1 –
൫
0,0026
* 100
൯൰
V
t
= 2,72
* 0,74
V
t
=
2
dm
3
Esempio 3:
dalla condizione finale del primo caso, riducendo la temperatura di 20
K
(equivalenti a 20
°C
)
il volume diventa:
V
t
=
V
0
*
1 – 1
353
*
20
V
t
= 2,72
*
൬
1 –
൫
0,0028
* 20
൯൰
V
t
=
2,72
* 0,94
V
t
=
2,56
dm
3
1
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