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 è 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 sorgente]

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 sorgente]

  1. ^ Silvestroni, op. cit., p. 162

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Paolo Silvestroni, Fondamenti di chimica, 10ª ed., CEA, 1996. ISBN 8840809988.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

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