Composizione dell'aria

• Azoto N2 80%

• Ossigeno O2 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 !

P V = n R Tequazione di stato del gas ideale

P pressione T temperatura assoluta

V volume n numero di moli

Pressione

• P forza per unità di superficie

• in un gas P è uguale in ogni punto

• unità SI: pascal Pa

• 1 Pa = 1 kgm-1s-2 = 1 N m-2

• altre unità:

• 1 atm = 1,01325105 Pa

• 1 atm = 760 torr (o mm Hg)

• 1 bar = 105 Pa

A

FP

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 = 110-3 m3

• 1 mL = 1cm3 = 110-6 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

P V = n R T

• R è una costante universale

(costante dei gas)

• in unità SI vale

R = 8,31 JK-1mol-1

• altre unità:

• R = 0,082 Latm K-1mol-1

a T costante

P V = n R T

• per un dato campione di gas a T fissa

P V = costante

• pressione e volume sono inversamente proporzionali

a P costante

P V = n R T• se un gas si riscalda (o raffredda) a pressione

costante

• il volume è proporzionale alla temperatura (assoluta)

TTP

nRV costante

a V costante

P V = n R T• se un gas si riscalda (o raffredda) a volume

costante

• la pressione è proporzionale alla temperatura (assoluta)

TTV

nRP costante

Principio di Avogadro

P V = n R T• 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

P V = n R T• 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 + ...)

• PA PB ... si chiamano pressioni parziali

PA = P xA

• PA è la pressione che A eserciterebbe se occupasse da solo tutto il volume

.........)(

BABABA PPV

RTn

V

RTn

V

RTnn

V

nRTP

Ptot = pN2 + pO2

Legge di Dalton

La pressione totale di una miscelagassosa è eguale alla somma dellepressioni parziali esercitate daisingoli gas

+ =

pN2 = Ptot XN2

Il gas ideale

• Per definizione, il gas ideale è quello che rispetta l'equazione di stato

p V = n R T

• 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