Qual è la legge del gas ideale?

La legge del gas ideale è una delle equazioni di stato. Sebbene la legge descriva il comportamento di un gas ideale, l'equazione è applicabile ai gas reali in molte condizioni, quindi è un'equazione utile da imparare a usare. La legge sul gas ideale può essere espressa come:

PV = NkT

dove:
P = pressione assoluta in atmosfera
V = volume (di solito in litri)
n = numero di particelle di gas
k = costante di Boltzmann (1.38 · 10^-23 J · K^-1)
T = temperatura in gradi Kelvin

La legge del gas ideale può essere espressa in unità SI dove la pressione è in pascal, il volume è in metri cubi, N diventa n ed è espresso in moli e k è sostituito da R, la costante di gas (8.314 J · K^-1· mol^-1):

PV = nRT

Gas ideali contro gas reali

La legge sui gas ideali si applica ai gas ideali. Un gas ideale contiene molecole di dimensioni trascurabili che hanno un'energia cinetica molare media che dipende solo dalla temperatura. Le forze intermolecolari e le dimensioni molecolari non sono considerate dalla Legge sui gas ideali. La legge sui gas ideali si applica meglio ai gas monoatomici a bassa pressione e alta temperatura. La pressione più bassa è la migliore perché la distanza media tra le molecole è molto maggiore della dimensione molecolare. L'aumento della temperatura aiuta a causa dell'aumento dell'energia cinetica delle molecole, rendendo meno significativo l'effetto dell'attrazione intermolecolare.

Derivazione della legge sui gas ideali

Esistono un paio di modi diversi per derivare l'Ideale come Legge. Un modo semplice per comprendere la legge è vederla come una combinazione della legge di Avogadro e della legge sul gas combinato. La legge sul gas combinato può essere espressa come:

PV / T = C

dove C è una costante direttamente proporzionale alla quantità del gas o al numero di moli di gas, n. Questa è la legge di Avogadro:

C = nR

dove R è la costante di gas universale o fattore di proporzionalità. Combinare le leggi:

PV / T = nR
Moltiplicando entrambe le parti per i rendimenti T:
PV = nRT

Legge sul gas ideale - Problemi di esempio lavorati

Problemi di gas ideali e non ideali
Legge del gas ideale - Volume costante
Legge sui gas ideali - Pressione parziale
Legge sui gas ideali - Calcolo delle talpe
Legge sui gas ideali - Risolvere per la pressione
Legge sui gas ideali: risoluzione della temperatura

Equazione del gas ideale per processi termodinamici

Processi (Costante)	Conosciuto Rapporto	P2	V2	T2
isobarico (P)	V2/ V1 T2/ T1	P2= P1 P2= P1	V2= V1(V2/ V1) V2= V1(T2/ T1)	T2= T1(V2/ V1) T2= T1(T2/ T1)
isocoro (V)	P2/ P1 T2/ T1	P2= P1(P2/ P1) P2= P1(T2/ T1)	V2= V1 V2= V1	T2= T1(P2/ P1) T2= T1(T2/ T1)
isotermo (T)	P2/ P1 V2/ V1	P2= P1(P2/ P1) P2= P1/ (V2/ V1)	V2= V1/ (P2/ P1) V2= V1(V2/ V1)	T2= T1 T2= T1
isoentropico reversibile adiabatico (Entropia)	P2/ P1 V2/ V1 T2/ T1	P2= P1(P2/ P1) P2= P1(V2/ V1)-γ P2= P1(T2/ T1)γ / (γ - 1)	V2= V1(P2/ P1)(-1 / γ) V2= V1(V2/ V1) V2= V1(T2/ T1)1 / (1 - γ)	T2= T1(P2/ P1)(1 - 1 / γ) T2= T1(V2/ V1)(1 - γ) T2= T1(T2/ T1)
politropico (PVn)	P2/ P1 V2/ V1 T2/ T1	P2= P1(P2/ P1) P2= P1(V2/ V1)-n P2= P1(T2/ T1)n / (n - 1)	V2= V1(P2/ P1)(-1 / n) V2= V1(V2/ V1) V2= V1(T2/ T1)1 / (1 - n)	T2= T1(P2/ P1)(1 - 1 / n) T2= T1(V2/ V1)(1-n) T2= T1(T2/ T1)