Dispensa sui gas reali

Pagina 1

Cenni sulla termodinamica dei gas reali Se si fa tendere a zero la pressione di una massa costante di gas, l’esperienza mostra che il prodotto fra la pressione ed il volume molare tende ad una costante, indipendente dalla natura del gas e funzione della sola temperatura. Si definisce quindi gas ideale un fluido che obbedisce all’equazione di stato: pv=RT (1)dove p = pressione assoluta [Pa] v = volume molare [m^3/mol] R = costante universale dei gas ideali, che vale 8,314 J/mol K T = temperatura termodinamica assoluta [K] La teoria cinetica molecolare deduce la validità dell’equazione (1) per un sistema formato da un numero elevatissimo di molecole, considerate come sfere impenetrabili ed indeformabili, in moto caotico. La distanza media fra due molecole è almeno 50 volte superiore al diametro. In assenza di forze esterne le molecole sono uniformemente distribuite nello spazio. Esse non interagiscono tra loro se non nel caso di urto perfettamente elastico. Così dicasi anche in relazione all’interazione con le pareti del recipiente. Ciò presuppone l’assenza di campi di forze attorno alle molecole. In generale un gas rarefatto si comporta come un gas ideale. Esistono tuttavia dei gas che, pur in condizioni di rarefazione, non obbediscono alla (1): si tratta di gas poliatomici, la cui composizione può variare per effetto della dissociazione o della ricombinazione, al variare della temperatura e della pressione. In sintesi, quindi, si individuano due effetti di gas reale: uno indotto dall’insorgere di forze intermolecolari alle alte densità (condizioni di non rarefazione) e l’altro dovuto alla variabilità della composizione (e quindi della massa molare media), riscontrabile anche in condizioni di rarefazione. Il primo effetto si manifesta in particolare in vicinanza della…