Esercizio su trasformazione isobara
Esercizio su una trasformazione isobara di un gas
Un serbatoio contenente idrogeno alla pressione di 720 torr e alla temperatura di 30°C occupa un volume di 9,20 L.
Se il gas viene scaldato a pressione costante sino alla temperatura di 60°C, quale sarà il volume finale occupato dal gas?
Svolgimento dell'esercizio
L'esercizio propone il calcolo del volume finale occupato da un gas nel caso in cui subisca una trasformazione isobara, ovvero una trasformazione fatta avvenire a pressione costante.
La legge che regola le trasformazioni isobare dei gas è la legge di Charles, la quale afferma che a pressione costante, il volume di una data quantità di gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta.
In termini matematici, la legge può essere così espressa:
V1 : T1 = V2 : T2
in cui:
- V1 = volume del gas alla temperatura T1
- T1 = temperatura assoluta del gas
- V2 = volume del gas alla temperatura T2
- T2 = temperatura assoluta del gas
Per risolvere l'esercizio la prima cosa da fare è convertire le temperature in kelvin (per info: da celsius a kelvin):
T1 = 30 + 273 = 303 K
T2 = 60 + 273 = 333 K
Nel nostro caso si ha quindi che:
- T1 = 303 K
- V1 = 9,20 L
- T2 = 333 K
- V2 = ?
Sostituendo i dati in nostro possesso nell'equazione della legge di Charles
V1 : T1 = V2 : T2
si ha che:
9,20 : 303 = V2 : 333
Applicando le proprietà delle proporzioni risulta che:
V2 = 9,20 · 333 / 303 = 10,11 L
In conclusione, il volume finale occupato dal gas è pari a 10,11 litri.
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