Informazioni su questo esperimento
Esplora la relazione tra pressione e volume di un gas ideale in un cilindro. In modalità a temperatura costante, sposta il pistone per tracciare un’isoterma. Passa alla modalità a volume costante per riscaldare o raffreddare il gas lungo una linea verticale nel diagramma pressione-volume. I punti indicano schematicamente la quantità di gas; si tratta di un calcolo di equilibrio, non di una simulazione delle collisioni molecolari.
Obiettivi di apprendimento
- Applica l’equazione dei gas ideali usando unità coerenti per pressione e volume
- Verifica la legge di Boyle a temperatura e quantità di gas costanti
- Confronta le variazioni isotermiche e a volume costante su un grafico pressione-volume
Come si usa
- 1Leggi la pressione a 20 L, con 300 K e 1 mol.
- 2In modalità a temperatura costante, dimezza il volume e confronta la pressione e il prodotto PV.
- 3Passa alla modalità a volume costante. Raddoppia la temperatura e confronta P/T.
- 4Modifica la quantità di gas mantenendo invariati volume e temperatura. Prevedi e verifica il rapporto tra le pressioni.
Il modello
Ipotesi
- Il gas è ideale, con volume molecolare trascurabile e senza forze intermolecolari.
- Tutti gli stati visualizzati sono in equilibrio termico e meccanico uniforme. Il riscaldamento transitorio e l’accelerazione del pistone vengono ignorati.
- La pressione è assoluta, la temperatura è espressa in kelvin e 1 kPa·L equivale a 1 J.
- Modificando la quantità di gas si seleziona un nuovo stato di equilibrio da confrontare; non si simula un processo di iniezione.
Provalo in classe
- Q1Che pressione dovrebbe esercitare 1 mol a 300 K in un contenitore da 20 L?
- Q2Perché la temperatura deve essere misurata in kelvin quando si confrontano i rapporti di pressione?
- Q3Quale processo ha un percorso verticale nel grafico pressione-volume, e perché?
Domande frequenti
Perché la pressione aumenta quando il volume diminuisce?
A temperatura e quantità di gas costanti, l’equazione dei gas ideali dà P = nRT/V. Pertanto, dimezzando il volume, la pressione raddoppia.
Perché è possibile spostare solo uno dei cursori della temperatura e del volume?
Il processo selezionato mantiene fissa una variabile. Cambiando processo, lo stato di equilibrio attuale resta invariato e cambia la variabile che è possibile regolare.