Husak_seconde_leggi dei gas

GLI AERIFORMI
Secondo la legge di Boyle-Mariotte, in condizioni isoterme (a temperatura costante), la pressione e il volume di un gas sono
inversamente proporzionali. In altre parole, quando il volume V1 di una data massa di gas, caratterizzata da una pressione P1 viene
portato, a temperatura costante, a un diverso volume V2, la pressione del gas assume un nuovo valore P2 tale che:
P1 ∙ V1 = P2 ∙ V2, oppure P1 ∙ V1 = k
La legge di Charles o la prima legge di Gay-Lussac afferma che, aumentando la temperatura di un gas a pressione costante (in
condizioni isobare), il suo volume cresce per ogni grado centigrado di 1/273,15 del volume occupato dal gas a 0°C. La stessa
legge si può più semplicemente formulare come: il volume di un gas a pressione costante è direttamente proporzionale alla sua
temperatura assoluta V = k ∙ T oppure V1/T1 = V2/T2
La seconda legge di Gay-Lussac afferma che, aumentando la temperatura di un gas a volume sotante (in condizioni isocore), la
su pressione cresce per ogni grado centigrado di 1/273,15 della pressione misurata a 0°C. La stessa legge si può più
semplicemente formulare come: la pressione di un gas a volume costante è direttamente proporzionale alla sua temperatura
assoluta P = k ∙ T oppure P1/T1 = P2/T2
Applicando le due leggi precedenti, a –273,15°C, pressione e volume di un gas si annullano. Questa temperatura viene definita
zero assoluto e corrisponde allo zero della scala Kelvin.
Esercizi guidati:
1. 3,0 litri di gas alla pressione di 5,0 atmosfere vengono fatti espandere a temperatura costante fino a pressione atmosferica. Quale volume occuperanno alle fine del processo? P1 = 5,0 atm; P2 = 1,0 atm; V1 = 3,0 L; V2 = x
Soluzione: Applicando la legge di Boyle-Mariotte si ha: P1 ∙ V1 = P2 ∙ V2
Quindi, 5,0 atm ∙ 3,0 L = 1,0 atm ∙ x; da cui: x = 5,0 atm ∙ 3,0 L : 1,0 atm = 15 L
2. Alla pressione di 2,00 atm un gas occupa un volume di 2,50 L a 25°C. Quale volume occuperà il gas a 220°C, mantenendo costante la pressione? V1 = 2,50 L; t1 = 25°C T1 = 25 + 273 = 298 K; t2 = 220°C T2 = 220 + 273 = 493 K; V2 = x
Soluzione: Applicando la legge di Charles per le trasformazioni isobare si ha: V1/T1 = V2/T2, da cui
2,50 L / 298 K = x / 493 K; quindi: x = 493 ∙ 2,50 L / 298 K = 4,14 L
3. Calcola la pressione di un gas che in un recipiente chiuso passa dalla pressione di 2,00 atm e dalla temperatura di 300 K alla
temperatura di 1000 K. P1 = 2,00 atm; P2 = x; T1 = 300 K; T2 = 1000 K
Soluzione: Applicando la legge di seconda legge di Gay-Lussac per le trasformazioni isocore si ha:
P1/T1 = P2/T2, da cui: 2,00 atm / 300 K = x / 1000 K; quindi: x = 2,00 atm ∙ 1000 L / 300 K = 6,67 atm
1. La pressione di un gas è inversamente proporzionale al volume che esso occupa in condizioni isocore. V / F
2. La pressione e il volume di un gas secondo Boyle e Mariotte sono inversamente proporzionali. V / F
3. Secondo la legge di Charles in una trasformazione isobara la pressione è direttamente proporzionale alla temperatura. V / F
4. La prima legge di Gay-Lussac è rispettata in condizioni isoterme. V / F
5. Una trasformazione isocora è una trasformazione che avviene a volume costante. V / F
6. Allo zero assoluto la pressione e il volume di un gas ideale sono nulli. V / F
7. La scala Kelvin è la scala della temperatura basata sullo zero assoluto. V / F
8. La legge espressa come: P1/T1 = P2/T2 è nota come: a) legge di Boyle; b) seconda legge di Gay-Lussac; c) legge di Graham;
d) legge di Dalton
9. La temperatura a cui ogni movimento dovrebbe cessare è: a) 0 K; b) 273 °C; c) –273 K; d) 0° C
10. In una trasformazione a temperatura costante, quando il volume del gas passa da 1,5 L a 15 L, il gas subisce: a) compressione; b) espansione; c) riscaldamento; d) raffreddamento
11. A pressione costante la temperatura di un gas aumenta da 30 °C a 90 °C; il suo volume: a) diminuisce; b) aumenta; c) si dimezza; d) rimane costante
12. Un gas ha un volume di 152 cm3 a 18,0°C. Se la temperatura aumenta a 32,0°C e la pressione resta costante, il volume sarà:
a) 159 cm3; b) 584 cm3; c) 270 cm3; d) 145 cm3
13. In una trasformazione a volume costante, quando la temperatura passa da 300 K a 200 K, il gas: a) diminuisce il suo volume;
b) aumenta la sua pressione; c) si espande; d) diminuisce la sua pressione
14. Se a volume costante la temperatura di un gas aumenta da 60 a 120 K, la sua pressione: a) si dimezza; b) raddoppia; c) triplica; d) rimane costante
15. Due palloncini del volume di 5,0 L riempiti rispettivamente di CO2 e He alla stessa temperatura e pressione: a) hanno lo stesso
peso; b) volano tutti e due molto in alto; c) hanno peso diverso, quello contenente CO2 pesa di più; d) hanno peso diverso, pesa
di più quello contenente He
16. Se da una bombola con entente 10 L di gas a 10 atm a 300 K vengono prelevati 5 L alla stessa pressione e temperatura, quale
volume di gas rimane? a) 2,5 L; b) 5 L; c) 10 L; d) 7,5 L
17. Se un gas alla pressione di 1780 mm Hg occupa un volume di 12,8 L, quale volume occuperà a 4,53 atm e alla stessa temperatura? L
18. Calcola la variazione di volume che un gas subisce quando 100 L di tale gas vengono riscaldati da 40,0 °C a 400 K mantenendo costante la pressione.
19. Una determinata quantità di gas a 135 °C esercita una pressione di 780,0 kPa. Calcola a quale temperatura il gas ha una pressione di 2,30 atm se il volume rimane costante.
20. Perché è pericoloso avvicinare a fonti di calore bombolette spray apparentemente esaurite? con l’aumento della temperatura,
aumenta la pressione
21. 0,750 m3 di aria all pressione di 12,0 atm vengono compressi a temperatura costante fino a occupare un volume di 50,0 L.
Quale sarà la pressione finale dell’aria? 180 atm
22. In un palloncino di gomma sono contenuti 5,00 ∙ 10–3 m3 di elio alla pressione di 2,50 atm. Quale volume occuperà il gas contenuto facendo scoppiare il palloncino? 12,5 L
23. La legge di Boyle-Mariotte afferma che. a) è costante il rapporto tra la pressione e ilvolume in un gas a temperatura costante;
b) è costante il prodotto tra la pressione e il volume in un gas a temperatura costante; c) è variabile il prodotto tra la pressione e
il volume in un gas a temperatura costante; d) nessuna delle risposte precedenti è vera
24. La legge espressa come P1 ∙ V1 = P2 ∙ V2 è nota come: a) legge di Boyle-Mariotte; b) legge di Graham; c) prima legge di GayLussac; d) legge di Dalton
25. Indica quale pressione avrà un gas che occupa un volume di 450 mL alla pressione di 2 atm e viene fatto espandere a temperatura costante fino a occupare 1 L di volume: a) 1 atm; b) 0,9 atm; c) 4,44 atm; d) 0,225 atm
26. La seconda legge di Gay-Lussac è vera in condizioni: a) isobare; b) isoterme; c) isocore; d) sono vere due delle precedenti
risposte
27. Se 1,40 L di gas vengono riscaldati da 20 °C a 36 °C a pressione costante, quale sarà il volume occupato dopo la trasformazione? a) 1,33 L; b) 0,68 L; c) 1,48 L; d) 2,52 L