Calcolatrice della legge dei gas combinata (Boyle, Charles e Gay-Lussac)

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Risultato

V₂1,2 stessa unità dell’altro volume

Le leggi dei gas richiedono temperature assolute. Pressioni e volumi possono essere in qualsiasi unità, purché entrambi gli stati usino la stessa. La quantità di gas resta la stessa.

Risolvi problemi sui gas per una quantità fissa di gas che passa da uno stato a un altro. Scegli la legge dei gas combinata, la legge di Boyle (temperatura costante), la legge di Charles (pressione costante) o la legge di Gay-Lussac (volume costante), scegli l’incognita e inserisci gli altri valori. Le temperature possono essere in °C, K o °F; la calcolatrice le converte in kelvin, ricava la legge per l’incognita e verifica la risposta.

Soluzione passo passo

Converti le temperature in kelvin

T₁ = 25 °C = 298,15 K
T₂ = 80 °C = 353,15 K
Le leggi dei gas richiedono temperature assolute: 0 °C sono 273,15 K.

Legge dei gas

P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂
V₂ = P₁V₁T₂/(T₁·P₂)
V₂ = 101,3·2,5·353,15/(298,15·250) = 1,19987

Verifica

stato 1: 0,849405, stato 2: 0,849405 ✓

Formule chiave

Legge dei gas ideali
pV = nRT
Costante dei gas
R = 8,314 J/(mol·K)
Legge combinata dei gas
p1V1/T1 = p2V2/T2
Moli
n = m/M
Temperatura
T[K] = T[°C] + 273,15

Come usare la legge dei gas combinata

  1. Elenca i valori noti per entrambi gli stati: P₁, V₁, T₁ e P₂, V₂, T₂.
  2. Converti ogni temperatura in kelvin: T(K) = T(°C) + 273,15. Le leggi dei gas funzionano solo con la temperatura assoluta.
  3. Usa la stessa unità per le due pressioni e la stessa unità per i due volumi; va bene qualsiasi unità perché contano solo i rapporti.
  4. Ricava dall’espressione P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ l’incognita, per esempio V₂ = P₁V₁T₂/(T₁P₂), e sostituisci i valori.
  5. Se una grandezza resta costante, si semplifica: legge di Boyle P₁V₁ = P₂V₂, legge di Charles V₁/T₁ = V₂/T₂, legge di Gay-Lussac P₁/T₁ = P₂/T₂.

Domande e risposte

Perché la temperatura deve essere in kelvin?

Le leggi dicono che volume o pressione sono proporzionali alla temperatura, cosa vera solo a partire dallo zero assoluto. Con i °C, passare da 10 °C a 20 °C suggerirebbe erroneamente un volume doppio; in kelvin la variazione è da 283 K a 293 K, circa il 3,5%.

Quando è valida la legge dei gas combinata?

Per un gas ideale in quantità fissa (senza perdite e senza reazioni). I gas reali la seguono bene a pressioni moderate e a temperature ben superiori al loro punto di ebollizione.

Che relazione c’è tra la legge dei gas combinata e PV = nRT?

Da PV = nRT si ha PV/T = nR, che è costante quando n non cambia. Quindi P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂. Usa l’equazione di stato dei gas ideali quando ti serve la quantità di gas stessa.

Devo usare la pressione relativa o assoluta?

Assoluta. Il manometro di uno pneumatico indica la pressione sopra quella atmosferica, quindi aggiungi circa 101 kPa (14,7 psi) prima di usare le leggi dei gas.

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