Seconda legge di Gay-Lussac

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Rappresentazione grafica della 2ª Legge di Gay Lussac

La seconda legge di Gay-Lussac o seconda legge di Volta e Gay-Lussac è una legge costitutiva che descrive come, in una trasformazione isocora in condizioni di volume costante, la pressione di un gas sia direttamente proporzionale alla sua temperatura.

Questa legge prende il nome dal chimico-fisico francese Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850), che la formulò nel 1802.

Formulazione matematica e conseguenze fisiche[modifica | modifica wikitesto]

Indicando con P0 la pressione di un gas alla temperatura di 0 °C e con P(T) la pressione ad una temperatura T>0, questa legge è espressa matematicamente dalla relazione:[1]

 p(t)={p}_o \cdot (1+{\alpha}\cdot t)

con t in °C.

Rappresentazione grafica che alfa è sempre uguale per qualsiasi trasformazione, sia isocora che isobara

Il parametro α è detto coefficiente di espansione dei gas e vale per tutti i gas circa 3.663 × 10-3 °C -1, pari a circa 1/273 °C -1. (Le dimensioni di α sono °C -1 perché il prodotto α t deve essere adimensionale).

α rappresenta quindi l'aumento relativo di pressione subito dal gas quando la sua temperatura aumenta di 1 °C. Ad esempio, se la temperatura del gas aumenta da 0 a 100 °C, la pressione del gas a 100 °C è P(100) = P0(1+0.3663) =1.3663 P0; la pressione del gas aumenta cioè del 36% circa.

Se la temperatura viene ridotta a valori inferiori a 0 °C, allora la pressione P(t) viene proporzionalmente ridotta; l'equazione prevede che essa si annulli in corrispondenza di una temperatura t=-1/α= -273.15 °C. Tale temperatura è detta zero assoluto. In realtà la maggior parte dei gas si liquefa prima di giungere a tale temperatura: l'azoto a -196 °C, l'idrogeno a -253 °C.

L'elio tuttavia liquefa solo a -269 °C e segue la legge di Gay-Lussac più o meno fino a quella temperatura. Se si utilizza la scala assoluta di temperatura (scala kelvin), allora la seconda legge di Gay Lussac prende la forma più semplice:

p(T)={p}_o \cdot {\alpha}\cdot T

con T in K.

La seconda legge di Gay-Lussac è sperimentalmente verificata per pressioni non troppo elevate e per temperature non troppo prossime alla temperatura di liquefazione del gas, ovvero quando il gas si comporta come un gas ideale. In tal senso, essa è una "legge limite", essendo rigorosamente vera solo per condizioni che si avvicinano alla condizione limite di gas ideale (al quale si avvicinano tutti i gas per pressione molte basse e temperature molto alte).

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Silvestroni, p. 162

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Paolo Silvestroni, Fondamenti di chimica, 10ª ed., CEA, 1996, ISBN 88-408-0998-8.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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