Come calcolare i calori specifici del gas perfetto a volume costante
Introduzione
All'interno della presente guida andremo a occuparci di chimica. Nello specifico, come facilmente avrete notato dal titolo della guida stessa, ora andremo a spiegarvi come calcolare i calori specifici del gas perfetto a volume costante.
La chimica, si sa, è un argomento molto difficile da trattare. Occorre molto studio e molta esercitazione, in più una predisposizione mentale adeguata alla materia. Questa guida si propone di spiegarvi questo argomento nel modo più semplice possibile. Bisogna sapere che, per i solidi e per i liquidi non è necessario aggiungere altri fattori. Ma per i gas, l'aumento della temperatura grazie allo scambio di calore Q, è dato dal modo in cui avviene il riscaldamento. È proprio per descrivere questa situazione che si parla di calore specifico a volume costante e pressione costante. Vi consiglio, inoltre, di tenere a portata di mano un manuale di chimica, che potrà esservi d'appoggio come base di un argomento che nel suo sviluppo potrebbe non essere facile.
Occorrente
- manuale di chimica
Come abbiamo appena spiegato all'interno del passo d'introduzione della nostra guida, ora andremo a spiegarvi Come Calcolare I Calori Specifici Del Gas Perfetto A Volume Costante. Non perdiamo del tempo utile e cominciamo immediatamente le nostre argomentazioni sulla tematica.
Per un gas perfetto di massa molare M, valgono le seguenti proprietà: cv= l/2 R/M; cp= l 2/2. R/M, dove cv è il calore specifico a volume costante, cp è il calore specifico a pressione costante, l è il numero di gradi di libertà, R è la costante del gas perfetto, M è la massa molare. Il rapporto di questi due calori specifici, si indica con %u03B3; per il gas perfetto si ha: %u03B3= cp/cv = l 2/2. R/M. 2/l. M/R = l 2/l. Questo rapporto è sempre maggiore di 1, perché cp è sempre maggiore cv.
L'enunciato del calore specifico, afferma che, il calore specifico a pressione costante di un gas è sempre maggiore del suo calore specifico a volume costante. In una trasformazione isocòra, si ha Q = %u2206U. Qui vale la relazione %u2206U= l/2 nR%u2206T. Sulla base di queste due formule, si può calcolare: cv= (Q/m%u2206T) isocòra = %u2206U/m%u2206T = l/2 nR%u2206T/m%u2206T= l/2. R/m/n. La massa m del gas divisa per il numero n di moli che contiene, è uguale alla massa molare del gas, ottenendo così: cv= l/2. R/m/n = l/2. R/M.
Facciamo un esempio per capire meglio la formula. Per esempio, il gas ossigeno, ha una molecola biatomica (O2), e nelle condizioni ordinarie di pressione e temperatura, si comporta come un gas perfetto.
Calcola il calore specifico a volume costante, sapendo che la molecola di O2 ha 5 gradi di libertà, e che il peso molecolare è 32,0, e quindi la massa molare dell'ossigeno molecolare è M= 32,0 g/mol = 0,0320 Kg/mol. Adesso applicando la formula cv= l/2. R/M = 5/2. 8,315 J/mol. K / 0,0320 Kg/mol = 650 J/Kg. K Ripetiamo che è consigliabile studiare molto attentamente questo argomento per far proprie le formule fin qui descritte.
In ultima analisi, vi consiglio vivamente la lettura di ulteriori articoli che possano darvi l'opportunità di approfondire le tematiche che abbiamo sviluppato nei tre passi che hanno contraddistinto la nostra guida.