V t (°C) 0 - 273,16 °C V0V0 V(t) = V 0 ( 1 + t ) TRASFORMAZIONE A PRESSIONE COSTANTE (ISOBARA)

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V t (°C) 0 - 273,16 °C V0 14 , 273 1 V(t) = V0( 1 + t) TRASFORMAZIONE A PRESSIONE COSTANTE (ISOBARA)

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V

t (°C)0- 273,16 °C

V0

14,273

1V(t) = V0( 1 + t)

TRASFORMAZIONE A PRESSIONE COSTANTE (ISOBARA)

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P

t (°C)0- 273,16 °C

P0

14,273

1P(t) = P0( 1 + t)

TRASFORMAZIONE A VOLUME COSTANTE (ISOCORA)

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V

t (°C)0- 273,16 °C

La legge è data da

V(t) = V0( 1 + t)

Calcoliamo coefficiente di dilatazione dei gas perfetti

V0

Se supponiamo di portare il gas alla temperatura di – 273,16 °C il suo volume darà come risultato 0

0 = V0( 1 –273,16 ) da

cui, dividendo per V0, si ottiene

1 – 273,16 = 0, da cui

273,16e quindi

16,273

1=γ

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E’ lo stesso per tutti i gas

16,273

1=γ

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Piano P- V (piano di Clapeyron)

V

P

Ogni punto di questo piano definisce lo stato di una certa quantità di gas attraverso i valori di Pressione, volume e temperatura ( che non compare esplicitamente nel grafico)

PA

VA

PB

VB

A

B Trasformazione termodinamica dallo stato A allo stato B

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manometro

termometro

V

P

Consideriamo una certa quantità di gas ideale in uno stato A (temperatura 0 °C; volume V0;pressione P0)

Facciamo subire al gas una trasformazione a pressione costante

A

0

0

Pa

B

°C

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manometro

termometro

V

P

Trasformazione a pressione costante

A

0

0

Pa

B

°C

VA VB

Lavoro svolto dal gas

L = PV

V

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V

P

Dal grafico di una trasformazione a pressione costante, è sempre possibile ricavare il lavoro svolto dal gas

A B

VA VB

Lavoro svolto dal gas

L = PV

V

Trasformazione a pressione costante

Calcolando il valore della superfice compresa tra il grafico della trasformazione e l’asse orizzontale dei volumi

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Ma non tutte le trasformazione sono così semplici come quelle a pressione costante

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Trasformazione a temperatura costante(legge di Boyle)

A

VA VBV

B

PA

PB

Ma non tutte le trasformazione sono così semplici come quelle a pressione costante

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Trasformazione a temperatura costante(legge di Boyle)

A

VA VBV

B

PA

PB

Trasformazione termodinamica a temperatura costante dallo stato A allo stato B

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Trasformazione a temperatura costante(legge di Boyle)

A

VA VBV

B

PA

PB L = PV

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Trasformazione a temperatura costante(legge di Boyle)

A

VA VBV

B

PA

PB

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V

A

VA

PA

VB

BPB

0

0

°C

Come sottoporre un gas ad una trasformazione a temperatura costante(legge di Boyle)

Pa

La diminuzione di pressione compensa l’aumento di temperatura dovuto al riscaldamento

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V

P

A

VA VBV

Ma non tutte le trasformazione sono così semplici come quelle a pressione costante

Una certa quantità di gas può passare da uno stato A ad uno stato B in un’infinità di modi

B

PA

PB

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V

P

A

VA VBV

Consideriamo ad esempio questa trasformazione

B

PA

PB

Calcolare il Lavoro svolto è in questo caso molto complicato!!!

L = PV

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V

P

A

VA VBV

Ma non tutte le trasformazione sono così semplici come quelle a pressione costante

Una certa quantità di gas può passare da uno stato A ad uno stato B in un’infinità di modi

B

PA

PB

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manometro

termometro

V

P

0

0°C

A

VA

PA

Consideriamo una certa quantità di gas ideale in uno stato A (temperatura TA; volume VA; pressione PA)

BPB

Pa

Facciamo subire al gas una trasformazione a volume costante

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V

P

A

VO

PA

Trasformazione a volume costante

BPB

In questo tipo di trasformazione non viene prodotto LAVORO perché non c’è variazione di volume V = 0

quindi L = PV = P0 = 0

L = 0

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Le tre leggi precedenti possono essere riuniti in una sola legge che viene detta

EQUAZIONE DI STATO DEI GAS PERFETTI

È una costante che dipende solo dalle unità di misura

P0 e V0 sono il volume e la pressione di una mole di gas in condizioni normali

Condizioni normali:

•Volume V0 = 22,41 dm3 = 2,24110-2 m3

•Pressione P0 = 1 Atmosfera = 101300 Pa

•Temperatura T0 = 0 °C = 273,16 K

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EQUAZIONE DI STATO DEI GAS PERFETTI

Condizioni normali:

•Volume V0 = 22,41 dm3 = 2,24110-2 m3

•Pressione P0 = 1 Atmosfera = 101300 Pa

•Temperatura T0 = 0 °C = 273,16 KSostituendo i valori ed eseguendo i calcoli si ottiene

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EQUAZIONE DI STATO DEI GAS PERFETTI

R è la cosidetta costante universale dei gas perfetti

È detta EQUAZIONE DI STATO DEI GAS PERFETTI

riferita ad una mole di gas

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EQUAZIONE DI STATO DEI GAS PERFETTI

riferita ad una mole di gas

Una mole di gas contiene 6,021023 molecole

Questo valore è chiamato numero di Avogadro e si indica con NA

NA = 6,021023

L’equazione di stato dei gas perfetti riferita a n moli di gas sarà

PV = nRT

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EQUAZIONE DI STATO DEI GAS PERFETTI

riferita a n moli di gas

PV = nRT

Quindi . . .

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EQUAZIONE DI STATO DEI GAS PERFETTI

riferita a n moli di gas

PV = nRT

Quindi . . .

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Quindi . . .

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Quindi . . .

. . . L’equazione di stato dei gas perfetti si può scrivere