Gas ideali
Il modello del gas ideale
Tutti i gas hanno comportamenti simili al variare del volume (V), della pressione (P) e/o della temperatura (T). Questi comportamenti comuni sono descritti nelle leggi dei gas ideali.
Per semplificare lo studio dei gas, le leggi sono state definite rispetto a un ipotetico gas detto gas ideale (o perfetto).
Questo non vuol dire che tutti i gas sono uguali. Esistono notevoli differenze.
Esempio. Il punto di condensazione è molto diverso da un gas a un altro. A pressione ambiente (1 atm) l'azoto ha un punto di liquefazione a -147°C. L'idrogeno, invece, ha un punto di liquefazione talmente basso (-240°C) da non essere liquefacibile.
Il modello del gas ideale offre comunque una buona approssimazione ed è molto semplice.
Per questa ragione è adottato per descrivere il comportamento generale di tutti i gas.
Le caratteristiche dei gas perfetti
I gas perfetti hanno le seguenti caratteristiche:
- Le particelle del gas sono in continuo movimento e hanno traiettorie disordinate.
- Le particelle del gas sono puntiformi, ossia hanno un volume trascurabile rispetto al recipiente.
Nota. Spesso si dice che hanno una dimensione teorica nulla per intendere "trascurabile".
- Non ci sono interazioni tra le particelle.
- Gli urti tra le particelle e con le pareti del recipiente non causano perdita di energia, ossia sono urti elastici. Quindi la velocità delle particelle non varia e l'energia cinetica è costante.
Generalmente, il comportamento di un gas tende ad avvicinarsi al modello del gas ideale quando la temperatura è elevata e la pressione è bassa.
Le leggi dei gas ideali
Le principali leggi dei gas ideali sono:
- La legge di Boyle (legge isoterma)
La pressione e il volume di un gas sono inversamente proporzionali. - La legge di Charles o prima legge di Gay-Lussac (legge isobara)
Il volume e la temperatura di un gas sono direttamente proporzionali. - La seconda legge di Gay-Lussac (legge isocora)
La pressione e la temperatura di un gas sono direttamente proporzionali.
