Legge dei Gas Ideali

Legge dei Gas Ideali

La legge combinata dei gas è un'equazione derivata dall'equazione della legge dei gas ideali. La legge combinata dei gas afferma:

Tabella del Valore Calorifico dei Combustibili

Dove:

P = Pressione

V = Volume

T = Temperatura

k = Costante per una quantità fissa di gas.

P, V e T sono definiti variabili, perché variano a seconda dei fattori del mondo reale che vengono poi inseriti come valori nell'equazione. Il rapporto tra PV e T è costante. Ciò significa che all'aumentare di P, V diminuisce, e all'aumentare di V, P diminuisce. La relazione tra pressione e volume a temperatura costante è inversamente proporzionale.

Se la temperatura è mantenuta costante, un aumento della pressione sarà accompagnato da una diminuzione del volume.

Se la temperatura è mantenuta costante, una diminuzione della pressione sarà accompagnata da un aumento del volume.

Se P è mantenuto allo stesso valore, allora V e T sono direttamente correlati, cioè se V aumenta allora T aumenta, e viceversa. La stessa situazione si verifica se V è mantenuto costante, cioè P e T sono correlati, e un aumento di P causerà un aumento di T, e viceversa. La relazione tra temperatura e pressione a volume costante è lineare, così come la relazione tra temperatura e volume a pressione costante.

Alcuni esempi senza unità possono essere utilizzati per chiarire ulteriormente l'equazione.

Esempio 1

Un sistema a vapore ha una pressione di 10, un volume di 3 e una temperatura di 100.

P = 10

V = 3

T = 100

PV / T = k

(10 x 3) / 100 = 0.3

Il volume di un sistema a vapore è fisso, poiché è un sistema chiuso. Aumentare la pressione del sistema a 15 deve anche aumentare proporzionalmente la temperatura perché il valore costante (k) deve essere mantenuto affinché l'equazione sia valida. È possibile calcolare T, inserendo il nuovo valore di pressione più alto di 15 e poi risolvendo l'equazione.

P = 15

V = 3

K = 0.3

T = ?

PV / T = k

(15 x 3) / T = 0.3

(15 x 3) / 0.3 = T

(15 x 3) / 0.3 = 150

Allo stesso modo, una riduzione della pressione porterà a una riduzione della temperatura perché il volume è mantenuto costante.

Se il volume è mantenuto costante, un aumento della pressione sarà accompagnato da un aumento proporzionale della temperatura.

La legge dei gas ideali è utilizzata per calcolare pressioni, volumi e temperature di un gas in vari intervalli. Una volta noti questi valori, è possibile calcolare aspetti come:

• La quantità di energia che il sistema contiene e quanto può essere trasferito al punto di utilizzo, ad esempio a una turbina a vapore. 
• La dimensione e lo spessore delle tubazioni del sistema richieste.
• La dimensione delle caldaie richieste.
• La velocità del gas all'interno del sistema.

Alcuni di questi dati vengono poi tabulati in una tabella dei gas, o quando utilizzati per il vapore, in una tabella del vapore. Le tabelle del vapore sono essenziali quando si progetta e si gestisce un sistema a vapore.

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Risorse Aggiuntive

https://en.wikipedia.org/wiki/Ideal_gas_law

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/ideal-gas-law

https://www.khanacademy.org/science/physics/thermodynamics/temp-kinetic-theory-ideal-gas-law/a/what-is-the-ideal-gas-law

https://chem.libretexts.org/Bookshelves