I gas

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

1

I gas


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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


3

L = 0.2 m

L = 0.2 m

L = 0.2 mA

FP

mgF 3LVm

2LA

Soluzione


4

Soluzione

kg·m

N·s 1

m·s

kg300,44

m/skg 1 is 1N that recall

m·s

kg300,44

s

m 8.9m 2.0

m

kg610,22

2

2

2

2

23

2

3

LgL

gLP

= 44,300 N/m2

Si ricordi che:


5

I gas

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.


6

I gas Occorre fare una media pesata sui

pesi molecolari dei vari componenti

Infine

2

2

2 2 14,01 28,02

2 2 16,00 32,00

39,95

N N

O O

Ar

M M

M M

M

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

29,10

5aM


7

I gas

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


8

I gas Le condizioni standard sono

Pressione

Temperatura

Densità

51 111 1,11 10P atm kPa Pa

300T K

31,293kg m


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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


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Esercizio

Si convertano 723 torr in kilopascals.

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

= 96.4 kPa


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Esercizio Qual’e’ la temperatura del corpo

(37oC) in kelvin?

Soluzione: 37oC + 273.15

310 K


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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


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I gas

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


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I gas Riprendiamo l’equazione

Introduciamo la densità

PV n RT

1mol mol in kg kg

kg

N M n AuM

V V Vn Au

V

N

N


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I gas Eliminiamo il volume

1A kg

kg A

n N Au P RP nRT T

Au N


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I gas

2527

12,07 10

29,10 1,6606 0

286

1

1

kg

PkT

A

PkT kT

PT

u


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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


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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


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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


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21


22


23

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?


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Volumi Cubo

V=a3

Sfera V=4/3 r3

Legge Gay-Lussac

1

2

1

2

T

T

P

P

Legge di Charles

1

2

1

2

T

T

V

V

Legge di Boyle

2

12

1 V

V

P

P

Legge di Avogadro

1

2

1

2

n

n

V

V PV = nRT

Legge Gas perfetti


26

33

2

112

2

131

32

31

3

11

32

3

22

2

112

2

1

1

2

atm 3.2

atm 1.1 m 3.0

23

4

23

4

P

PDD

P

PkDkD

kDD

V

kDD

V

P

PVV

P

P

V

V

= 0.235 m

Soluzione

P1 = 1.1 atmD1 = 0.3 m

P2 = 2.3 atmD2 = ?


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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?


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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

L L T

m cm

Date post:	15-Jan-2016
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