Le particelle di un gas si muovono a caso e ad alta velocità e urtano le pareti del contenitore, esercitando una forza. La pressione è la forza per unità di area. Alzando la temperatura di un gas a volume costante le particelle si muovono più in fretta, quindi colpiscono le pareti più spesso e più forte: la pressione aumenta. L'energia cinetica media delle particelle è proporzionale alla temperatura assoluta (in kelvin).
Per una massa fissa di gas a temperatura costante, pressione × volume = costante (p V = costante). Dimezzare il volume raddoppia la pressione, perché le particelle colpiscono le pareti il doppio delle volte. Fare lavoro su un gas, come gonfiare in fretta una gomma di bicicletta, aumenta la sua energia interna, quindi la temperatura sale.
Esempio svolto
Un gas a 100 kPa occupa 3 m³. Viene compresso a 1 m³ a temperatura costante. Qual è la nuova pressione?
- p₁V₁ = p₂V₂.
- 100 × 3 = p₂ × 1.
Risposta:p₂ = 300 kPa.
Parole chiave
- pressione
- forza per unità di area
- zero assoluto
- 0 K o −273 °C, quando le particelle hanno meno energia
- kelvin
- scala di temperatura che parte dallo zero assoluto
- p V = costante
- per una massa fissa di gas a temperatura costante
Domande nuove ogni volta.
Con riferimento agli NGSS: HS-PS3-2