Lo stato gassoso cap6

Question 1

Cosa sono gli stati di aggregazione

Answer 1

Quando parliamo di stati di aggregazione della materia, stiamo parlando di forse intermolecolari che avvengono tra diverse molecole, che mi vanno a definire le caratteristiche fisiche della materia. Lo stato dipenderà in particolare dall’energia cinetica e potenziale tra le particelle, ma anche dalle forse di attrazione le une con le altre.
Descrizione stato solido
Descrizione stato liquido
Descrizione stato gassoso

Question 2

Proprietà dello stato gassoso

Answer 2

1. Mancanza di forma propria e volume proprio
2. Il volume dei gas varia considerevolmente al variare della pressione.
3. Il volume dei gas varia considerevolmente al variare della temperature
4. I gas hanno viscosità relativamente bassa.
5. Alta comprimibilità e rapida diffusione
6. La maggior parte dei gas ha densità relativamente basse in condizioni normali di temperatura e pressione. (g/L contro i g/mL dei liquidi)
7. I gas sono miscibili.

Question 3

Variabili da cui dipende lo stato gassoso

Answer 3

• Temperatura T [K]
• Pressione P [atm]
• Volume V [l]
• Quantità di gas, n [moli]

Question 4

Pressione nei gas

Answer 4

Pressione = (forza )/(area di superficie )

Strumenti
Barometro: strumento per misurare la pressione atmosferica
Manometro: strumento per misurare la pressione dei gas
Closed-end
Open-end

Unità di misura: PASCAL [Pa=N/m2]

Question 5

Temperatura nei gas

Answer 5

La Temperatura (T) è la grandezza che controlla la direzione del flusso di energia tra i due sistemi

Question 6

Descrizione del gas ideale

Answer 6

1) Le particelle sono in movimento e occupano omogeneamente tutto lo spazio a disposizione;
2) il movimento delle particelle è regolato dalle leggi del caso;
3) le particelle hanno volume proprio trascurabile rispetto al volume a disposizione del gas (puntiformi);
4) fra le particelle non esistono interazioni;
5) Le particelle urtano tra loro e contro le pareti del recipiente senza perdita di energia…gli urti sono elastici

Question 7

Equazione di Boyle

Answer 7

Descrive una trasformazione isoterma, dove appunto la temperatura rimane costante e quindi anche il prodotto tra volume e pressione sarà costante. La pressione è indirettamente proporzionale al volume

Question 8

Legge di Charles o di Gay Lussac I

Answer 8

Descrive una trasformazione isobara, dove la pressione è costante. Quindi anche il volume fratto la temperatura sarà costante: il primo è direttamente proporzionale alla seconda.
Che eq vale tra volume e temperatura iniziali e finali?

Question 9

Legge di Gay Lussac II

Answer 9

Descrive una trasformazione isocora, dove il volume è costante. Quindi pressione/volume è costante –> la pressione è direttamente proporzionale al volume.
Che eq vale tra inziale e finale?

Question 10

Legge di Avogadro

Answer 10

Va a considerare il numero di moli, infatti so che due gas diversi con lo stesso volume hanno lo stesso numero di moli.
In particolare a P e T costanti il volume è direttamente proporzionale al numero di moli.

Question 11

cosa ne segue dalle varie leggi o eq

Answer 11

la legge dei gas perfetti PV=nRT
dove R: * 0,0821atm x L
* 8,314 Pa x m3

Question 12

Teoria Cinetica dei gas

Answer 12

Spiega il comportamento macroscopico dei gas a livello delle singole particelle.
La base della teoria cinetica (dal greco kinesis = movimento) dei gas si fonda su tre semplici assunzioni:
* Un gas consiste di molecole in movimento continuo e casuale.
* Le molecole sono particelle puntiformi infinitamente piccole (hanno una massa ma sono prive di volume) che si spostano secondo traiettorie rettilinee interrotte da collisioni.
* Gli urti tra le molecole e tra le molecole e le pareti del contenitore, devono potersi considerare perfettamente elastici, cioè, l’energia cinetica può essere trasferita da una molecola ad un’altra, ma l’energia cinetica totale del gas rimane costante.
Le particelle hanno una velocità media: la maggior parte di esse si muove a velocità vicine a quella media, alcune si muovono a velocità maggiori e altre a velocità minori.

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Question 13

Rapporto tra l’energia cinetica e la temperatura

Answer 13

consideriamo una mole di gas (N) molecole; - 1/2m energia cinetica media di una molecola del gas a temperatura T, la teoria cinetica dei gas dimostra:

Questa equazione mi esprime che la temperatura
è in relazione con l’energia media del moto
molecolare
Un aumento o una diminuzione di temperatura assoluta comporta un proporzionale aumento o diminuzione dell’energia cinetica media delle molecole.
Gas diversi alla stessa temperatura hanno la stessa energia cinetica media (le molecole di massa maggiore hanno velocità minori)

Question 14

I gas reali

Question 15

Volume molare standard

Answer 15

Ne consegue che il volume occupato da una mole di qualsiasi gas (da considerarsi ideale) dipende solo dalla temperatura e dalla pressione, non dalla natura del gas; per una mole di qualunque gas (n=1) nelle condizioni standard:
T = 273,15 K = 0 °C P=1 atm Vm = 22,415 l
T = 298,15 K = 25 °C P=1 bar Vm = 24,790 l

A parità di temperatura, pressione e quantità di sostanza, ogni composto allo stato gassoso occupa lo stesso volume
1 mol di Ar = 22,4 L Ar e 1 mol di N2 = 22,4 L N2

Question 16

Legge di Dalton

Answer 16

la pressione totale di una miscela di gas è uguale alla somma delle pressione parziali che ogni gas eserciterebbe se occupasse da solo il volume occupato dalla miscela.
P=(n1+n2+n3…)RT/V

Question 17

Densità di un gas

Answer 17

• La densità di un gas è direttamente proporzionale alla sua massa molare (P e T costanti).
• La densità di un gas è inversamente proporzionale alla temperature (P costante)
• La densità di un gas è direttamente proporzionale alla pressione (T costante).

m = n x M n= PV/RT  ρ = PM / RT

Question 18

Liquefazione dei gas

Answer 18

È evidente che il comportamento dei gas reali si avvicina a quello descritto dal modello dei gas ideali solo ad alte temperature e basse pressioni.
- Diminuendo la temperatura, l’energia cinetica delle molecole diminuisce fino a diventare dello stesso ordine di grandezza delle interazioni attrattive intermolecolari: il gas si condensa e passa allo stato liquido.
- Aumentando la pressione le molecole si avvicinano e si facilita la liquefazione.

 Per ogni gas il passaggio allo stato liquido è possibile solo al di sotto della temperatura critica (TC ). Al di sotto di TC il gas viene chiamato vapore.

Il comportamento del gas in vicinanza della temperatura critica è stato studiato da Andrews (1869) e messo in evidenza dall’andamento delle isoterme P=P(V)

T>Tc la condensazione del gas non può essere provocata neppure sottoponendo il gas stesso ad alte pressioni. Le forze coesive non riescono a superare la vivacità del moto termico molecolare.

T<Tc ogni isoterma è interrotta da un gradino di ampiezza crescente al diminuire di T, corrispondente alla progressiva trasformazione di vapore in liquido.