Fisica classica/Gas ideali e reali: differenze tra le versioni
Contenuto cancellato Contenuto aggiunto
→Gas reali: aggiunto legame con i parametri critici |
|||
Riga 108:
==Gas reali==
[[Image:VanderWaals_liquefazione_CO2.jpg|right|300px|frame|Esempio della legge di van der Waals per l'anidride Carbonica (CO<sub>2</sub>) a varie temperature. '''Legenda:''' ''P'' = pressione; ''V'' = volume; ''T'' = temperatura; ''P<sub>c</sub>'', ''V<sub>c</sub>'', ''T<sub>c</sub>'' = valori critici; tratti di isoterma: continuo = gas; tratteggiato = liquido; punteggiato = previsione teorica al punto di liquefazione; ''L'' = punto di liquefazione]]▼
▲[[
I fluidi per i quali non sia trascurabile il volume proprio delle molecole (il covolume <math>nb\ </math>) rispetto al volume <math>V\ </math> del recipiente e per cui la attrazione intermolecolare esercita un ruolo non trascurabile sono descrivibili da una equazione che ricorda l'equazione di stato dei gas, formulata in maniera empirica da [[w:Legge_di_van_der_Waals|Van der Waals]]:▼
▲I fluidi per i quali non sia trascurabile il volume proprio delle molecole (il covolume <math>nb\ </math>) rispetto al volume <math>V\ </math> del recipiente e per cui la attrazione intermolecolare esercita un ruolo non trascurabile sono descrivibili da una equazione che ricorda l'equazione di stato dei gas, formulata in maniera
:<math>(p+a\frac {n^2}{V^2})(V-nb)=nRT\ </math>
Alla pressione viene aggiunto un termine che in qualche maniera tiene conto della attrazione delle molecole che riduce, quando la densità è elevata (<math>V\ </math> piccolo), la pressione effettiva.
Riga 121:
Le curve a 13 °C e 21 °C rappresentano solo parzialmente il comportamento reale del gas (in queste condizioni si raggiungono quindi i limiti di validità dell'equazione di Van der Waals). Il tratto di destra delle curve (corrispondente alle pressioni minori) descrive in modo adeguato il comportamento del gas, mentre la loro parte centrale (dove si osservano le "gobbe") non corrisponde alla realtà fisica, in quanto il gas, invece di seguire la curva che indicherebbe un assurdo aumento del volume all'aumentare della pressione, segue la linea orizzontale nera L. La linea orizzontale viene posizionata ad un'ordinata tale che l'area compresa tra la linea e la gobba di destra sia uguale a quella compresa tra la linea e la gobba di sinistra. In questa zona avviene la liquefazione del gas, per cui al termine del linea orizzontale troviamo soltanto anidride carbonica liquida. Se si tenta di ridurre ulteriormente il volume, la pressione aumenta in modo molto rapido, dal momento che i liquidi sono praticamente incompressibili. Osserviamo infine che la lunghezza del tratto orizzontale aumenta al diminuire della temperatura.
Si possono ricavare i parametri ''a'' e ''b'' in funzione dei valori critici:
:<math> b = \frac{RT_C}{8P_C}, \qquad a = \frac{27(RT_C)^2}{64P_C} </math>
Dove <math>T_C\ </math> e <math>P_C\ </math> sono la temperatura e la pressione critica.
[[Fisica_classica/Primo_principio_della_termodinamica| Argomento seguente:
| |||