12) Gas E La Teoria Cinetica Dei Gas (cap.5) Flashcards
Cosa distingue un gas da un liquidò o un solido?
1) le particelle sono a grandi distanze le una dalle altre e viaggiano molto velocemente con un moto casuale
2) il volume di un gas varia notevolmente al variare della pressione
3) il volume di un gas vari notevolmente al variare della temperatura
4) un gas ha una viscosità relativamente bassa da permettere al gas di effondere in un piccolo poro e fluire attraverso i tubi niche a grande distanza
5) sono miscibili
6) hanno una densità relativamente bassa in condizioni normali di pressione e temperatura
Che cos’è la pressione?
É una grandezza intensiva dat dal rapporto tra l forza che agisce perpendicolarmente sulla superficie dell’area (P=F/A). Nel SI l’unità di misura è il Pascal (Pa), ma esistono molte altre misure:
1) l’atmosfera (atm) che è molto più grande del Pascal 1 atm=1,01310^5 Pa
2) il millimetro di mercurio (mmHg) che è stato trovato sperimentalmente 1mmHg=1/760 atm
3) il Torricelli (torr) in onore del fisico e chimico che la trovo 1torr=1mmHg
4) il bar (bar) che è molto utilizzato in meteorologia 1bar=110^5 Pa
Che cos’è il barometro?
É uno strumento utilizzato per la determinazione della pressione atmosferica formato da un tubo chiuso ad un estremità riempito da mercurio e rovesciato all’interno di una vaschetta talvolta riempita di mercurio. Il mercurio fluisce dal tubo alla vaschetta creando il vuoto al di sopra del mercurio nel tubo. Il fluire si arresta quando la superficie libera del tubo è uguale alla superficie libera della vaschetta ad una altezza di 760 mm.
Da cosa dipende il comportamento fisico di un gas?
Esso dipende da 4 variabili: pressione, volume, temperatura e quantità in moli. Queste variabili sono interdipendenti, ciascuna di essa può essere determinata dalle altre 3. Tra le 4 variabili dei gas intercorrono 3 relazioni essenziali.
Definisci la legge di Boyle
Si applica quando il volume di un gas diminuisce e le molecole urtano più frequentemente le pareti del recipiente aumentando la pressione. Il volume e la pressione sono inversamente proporzionali
Definisci la legge di Charles
Si applica a pressione costante, quando il volume occupato da una quantità fissa di moli di gas è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta (scala kelvin)
Definisci la legge di Avogadro
Una quantità doppia di moli di gas occupa un volume doppio, perciò a temperatura e pressione costante, il volume è direttamente proporzionale al Numero di moli, anzi il volume dipende soltanto dal numero di molti. Secondo la legge di Avogadro, due gas diversi ma con stesso volume, a pressione e temperatura costante, contengono lo stesso numero di moli
Definisci la relazione derivante dalla legge di Boyle e la legge di Charles (P-T)
L’effetto della temperatura sul volume è in relazione con il conseguente effetto sulla pressione. Difatti la pressione è direttamente proporzionale alla temperatura
Definisci la Legge combinata dei gas
Essa è valida quando 2 di 3 variabili tra P,T e V variano e bisogna calcolare l’effetto della terza variabile
Che cos’è l’equazione di stato dei gas perfetti?
É l’equazione che riunisce le 3 leggi di Boyle, Charles e Avogadro ed è valida per i gas perfetti, ovvero per i cas ideali che hanno relazioni semplici e lineari tra P,T,V e N.
Essa è uguale a PV=nRT, dove R è la costante di proporzionalità ed è definita come la costante universale dei gas R=0,08206 latmmol^-1*k^-1
Come sit ricava la densità dall’equazione di stato dei gas perfetti?
L’equazione può essere manipolata per mettere in evidenza la densità dei gas (d=m/V), difatti noi sappiamo che le moli (n) sono date dal rapporto tra la massa (m) e la massa molare (MM), quindi l’equazione può essere riscritta come PV=m/MMRT
Per andare andare ad isolare il rapporto m/V, si riscrive l’equazione come PMM=dRT
Da questa equazione capiamo che la densità è direttamente proporzionale alla pressione e alla massa molare e inversamente proporzionale alla temperatura
Che cos’è la pressione parziale dei gas ?
Poiché l’equazione di stato è valida sia per i gas puri che per le miscele di gas perché i gas si mischiano uniformemente in una miscela omogenea qualunque sia il rapporto di combinazione e perché i gas all’interno di un miscela si comportano come se fossero i soli gas presenti, l’equazione è valida. Dunque ciascun gas da un proprio contributo di pressione parziale alla miscela che corrisponde alla pressione che eserciterebbe se fosse da solo. In un miscela di gas la pressione totale è data dalla somma dei singoli gas (legge di dalton)
Che cos’è la frazione molare (X)?
Ciascun componente di una miscela fornisce una frazione del numero totale di moli, se moltiplicassimo questa frazione per 100 otterremmo l percentuale in moli, bisogna però ricordarsi che deve essere sempre uguale a 1 la somma di ogni frazione molare in una miscela
Pa= Xa*Ptot
Xa=na/ntot
Definisci i 4 postulati su cui si basa la teoria cinetica dei gas
1) le particelle dei gas -> un gas è costituito da un grande insieme di particelle il cui volume è estremamente piccolo rispetto al volume del recipiente, quindi si trattano le particelle come se fossero puntiformi, ovvero come se avessero una massa ma non un volume
2) il moto delle particelle -> si muovono di moto rettilineo casuale, tranne quando urtano contro la parete o contro le altre particelle
3) gli urti -> sono elastici, ciò vuol dire che quando urtano le particelle si scambiano energia e non viene persa alcuna energia, l’energia rimane dunque costante
4) le interazioni -> si presuppone che le particelle non si attraggono né si respingono, dunque che le interazioni siano assenti
Che cos’è la distribuzione della velocità ?
Poiché ogni particella varia la propria velocità in ogni urto, esse hanno una velocità media e la maggior parte delle particelle viaggia ad un valore simile a quello medio. Si potrebbe costruire una curva di distribuzione della velocità utilizzando un selettore di velocità composto da dei dischi rotanti con dei fori che permettono il passaggio solo di determinate particelle ad un determinata velocità, poi seguite da un rivelatore che conta il numero di particelle che sono passate.
La velocità più probabile coincide con il punto più alto della curva e aumenta quando la temperatura aumenta.
L’energia cinetica media è direttamente proporzionale alla temperatura Ek=c*T, dove c è una costante uguale per tutte le particelle.
L’area della curva è uguale al numero totale di particelle
Che cos’è la velocità quadratica media?
Quando le particelle di massa maggiore e particelle di massa minore hanno la stessa energia cinetica media, allora le particelle di massa maggiore viaggiano ad una velocità minore.
Vmq=-/ u^2=-/3RT/MM
Dove u^2 è la media dei quadrati della velocità molecolare che aumenta all’ aumentare della temperatura e diminuisce alla aumentare della MM
Che cos’è la distribuzione di Maxwell-Boltzmann?
É la curva che si può creare per misurare la distribuzione dell’energia cinetica media, poiché le particelle viaggiano ad una velocità diversa hanno talvolta una energia cinetica diversa
La curva di distribuzione ha una tendenza simile a quella della curva di distribuzione della velocità
Che cos’è il processo di effusione ?
É il processo con cui un gas fluisce attraverso un piccolo buco in un contenitore in cui è stato fatto il vuoto, la velocità di effusione è il numero di moli di un gas che effonde nell’unita di tempo.
Grazie alla legge di Graham, attraverso la velocità di effusione possiamo trovare la MM, perché essa è inversamente proporzionale alla radice quadrata della MM
Che cos’è il processo di diffusione?
É in stretta relazione con il processo di effusione ed è il movimento di mescolamento in un gas con un altro gas
Velocità di diffusione = 1/ radice quadrata di MM
Cosa distingue un gas reale da quello ideale?
1) le particelle non possono essere considerate uniformi perché hanno una massa e un volume
2) tra le particelle esistono delle interazioni
Qual è l’andamento dei gas reali rispetto all’equazione di stato dei gas perfetti?
A pressioni moderatamente alte, i valori del gas reale scendo al disotto del valore del gas ideale, perché predomina l’effetto delle interazioni
2) a pressioni molto alte, i valori del gas reale val al di sopra del valore del gas ideale perché prevale l’effetto del volume molecolare
Che cos’è l’equazione di Van der Waals?
È la correzione dell’equazione di stato dei gas perfetti apportando delle modifiche alla pressione ed al volume, descrivi tu le variazioni…..
