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L’equazione di stato dei gas perfetti

 

Le tre leggi dei gas (Boyle, Charles e Gay -Lussac) considerano una quantità costante di gas, quindi la costante k si riferisce proprio a questa quantità,il valore di tale quantità può essere però qualsiasi e al suo variare varia anche la costante k.

A differenza dei solidi e dei liquidi, i gas obbediscono alla legge di Avogadro, quindi a una certa pressione e temperatura il volume occupato da un gas dipende solo dal numero di molecole e non dal tipo di molecole.

A questo punto possiamo anche calcolare il volume di una mole di gas qualsiasi a temperatura e pressione costante.

Quindi: a 0°C e 1,013 • 10^{5} (1 atm), una mole di gas occupa un volume di circa 22,4 L detto volume molare V_{{m}}.

Queste condizioni sono dette standard (STP, cioè Standard Temperature and Pressure).

Il comportamento dei gas reali si discosta da quello degli ideali che trascura le interazioni tra le molecole e il loro volume.

 

Abbiamo già visto che la legge generale dei gas \frac{PV}{T} =k, a questo punto se andiamo a sostituire ai suoi valori quelli di pressione, volume e temperatura in condizioni standard riusciamo a trovare numericamente quanto vale la costante k che viene chiamata costante universale dei gas ideali e si indica con la lettera R.

Sappiamo che V_{{m}}= 22,4 L\mol      T= 273 K (0°C)   p= 1,00 atm a questo punto andiamo a sostituire i valori in condizioni standard e otteniamo R= \frac{1,00atm  \cdot22,4 L \setminus  mol     }{273 k}   = 0,0821 atm • L • mol^{-1} •  k^{-1}

Il valore di R così ottenuto si riferisce quindi a una mole di gas, qualsiasi esso sia; il volume molare è identico per tutti i gas ideali, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, quindi R assume un carattere universale.

R può variare solo in base all’unità di misura scelta,e cioè se la pressione è espressa in atm e il volume in L oppure se la pressione è espressa in kpa e il volume in L.

Nel primo caso avremo R=  0,0821 atm • L • mol^{-1} •  k^{-1} ,nel secondo caso R=8.31 kPa • L • mol^{-1} •  k^{-1}.

Se le moli di gas non sono uno ma di più, allora l’equazione di stato dei gas perfetti diventerà PV=nRT (legge universale di gas ideali o equazione di stato dei gas perfetti) dove con n si intende un certo numero di moli.

Vedi programma di chimica 

 

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