I gas

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Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine

Problema Un cubo di osmio ha lato di 0.2 m

ed e’ appoggiato su una tavola. Al contatto tra la tavola ed il cubo, quanto vale la pressione (N/m2) ? Nota: le densita’ vi vengono date

L = 0.2 m

L = 0.2 mA

mgF 3LVm

Soluzione

N·s 1

kg300,44

m/skg 1 is 1N that recall

kg300,44

m 8.9m 2.0

kg610,22

= 44,300 N/m2

Si ricordi che:

L’aria ha la seguente composizione molecolare in massa:

75,54% di N2

23,16% di O2

1,30% di ArDeterminare il “peso molecolaredell’aria” e la massa media di unamolecola.

I gas Occorre fare una media pesata sui

pesi molecolari dei vari componenti

Infine

2 2 14,01 28,02

2 2 16,00 32,00

0,7554 28,02 0.2316 32,00 0,0130 39,9

Calcolare il numero di molecole contenute in 1 m3 d’aria a STP.

I gas Le condizioni standard sono

Pressione

Temperatura

Densità

51 111 1,11 10P atm kPa Pa

300T K

31,293kg m

I gas Il peso molecolare medio dell’aria è 29,10 quindi:

29,10 g di aria contengono un numero di Avogadro di molecole29,10 kg di aria contengono un

numero di Avogadro x 1000 di molecole

Esercizio

Si convertano 723 torr in kilopascals.

Soluzione: (723 torr) x (101.325 kPa/760 torr)

= 96.4 kPa

Esercizio Qual’e’ la temperatura del corpo

(37oC) in kelvin?

Soluzione: 37oC + 273.15

Esercizio Quanti atomi di Xe sono presenti in

un campione che contiene 1.8 moli di Xe?

Soluzione: (1.8 moli) x (6.02214 x 1023 mol-1)

= 1.1 x 1024

Esprimere l’equazione dei gas per l’aria, in funzione di pressione, densità e temperatura.

I gas Riprendiamo l’equazione

Introduciamo la densità

PV n RT

1mol mol in kg kg

N M n AuM

V V Vn Au

I gas Eliminiamo il volume

n N Au P RP nRT T

12,07 10

29,10 1,6606 0

PkT kT

Esercizio (a) Quante molecole di H2O sono presenti

in 100. g di acqua? (b) Quante moli di H2O sono presenti in

100. g di acqua?

Soluzione: (a) 100. g x (1 mole/18.015 g) x (6.02214 x 1023 mole-1) = 3.34 x 1024

(b) 100. g x (1 mole/18.015 g) = 5.55 mol

Esercizio Calcolare la pressione esercitata da 1.22

g di diossido di carbonio chiusi in un volume di 500 mL at 37oC.

Soluzione: p = nRT/V = (m/M)RT/V p = (1.22 g/44.01 g moli-1)

x (8.3145 kPa L K-1 moli-1) (310 K/0.500 L)

= 143 kPa

Esercizio Qual’ e’ il volume finale di un campione di

gas che e’ stato riscaldato da 25oC 1000oC e la cui pressione e’ cresciuta da 10.0 kPa a 150.0 kPa, se il volume iniziale e’ di 15 mL?

Soluzione: V2 = (p1V1/T 1)(T2 /p2) V2 = (10.0 kPa x 15 mL/ 298 K)(1273 K /

150.0 kPa) = 4.3 mL

Esercizio Un pallone e’ riempito con area a

1.1 atm. Il pallone ha un diametro di 0.3 m. Un sommozzatore porta il pallone

sott’ acqua, dove la pressione diventa 2.3 atm.

Se la temperatura non e’ cambiata, qual’e’ il nuovo volume del pallone?

Volumi Cubo

Sfera V=4/3 r3

Legge Gay-Lussac

Legge di Charles

Legge di Boyle

Legge di Avogadro

V PV = nRT

Legge Gas perfetti

atm 3.2

atm 1.1 m 3.0

= 0.235 m

Soluzione

P1 = 1.1 atmD1 = 0.3 m

P2 = 2.3 atmD2 = ?

Espansione termica

La Torre Eiffel è alta 321 m. Di quanto varia la sua altezza

fra -10°C e +30°C? Di quanto varia la sua altezza

in una giornata nella quale l’escursione termica sia di 10°C?

Espansione termica Accettiamo come coefficiente di

dilatazione lineare quello del Fe

Dilatazione totale nel primo caso…

…e nel secondo è un quarto di questa

6 111 10 K

611 10 321 40

0,141 14

I gas

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