Volume 1

376 10 Le basi chimico-fisiche delle operazioni unitarie: la teoria cinetica dei gas Diremo che un aeriforme si comporta come gas ideale quando nelle trasformazioni reali i valori delle variabili di stato sono in accordo con le previsioni delle leggi empiriche, di cui la legge di Boyle (10.2) è il primo esempio. 10.1.2 Le leggi di gay-Lussac Esperienze di Charles e Gay-Lussac Dopo circa cento anni dagli esperimenti di Boyle un certo numero di gas erano noti ed isolati e, grazie all introduzione dei termometri a liquido, era possibile effettuare misure di temperatura abbastanza precise. Verso la fine del XVIII secolo lo scienziato francese Jacques Charles, il primo a volare con un aerostato ad idrogeno, studiò la variazione di volume dei gas in funzione della temperatura, mantenendo la pressione costante. Tuttavia, non pubblicò i risultati delle sue osservazioni, che furono riprese sistematicamente, agli inizi dell 800, quando Joseph Louis Gay-Lussac effettuò una serie di misurazioni del volume di una determinata quantità di gas in funzione della temperatura in °C, a pressione costante. Rappresentando i risultati su un diagramma temperatura-volume risultò una dipendenza lineare del volume in funzione della temperatura secondo l espressione: (10.3) V = V0 (1 + T) dove V è il volume del gas alla temperatura T, V0 il volume a 0°C e il coefficiente di dilatazione del gas. Gay-Lussac ripeté le misurazioni a pressioni differenti ottenendo sempre variazioni lineari. Inoltre, estrapolando le rette ottenute per le varie pressioni, notò che tutte convergevano verso la stessa temperatura di 273°C. Risultati analoghi si ottenevano ripetendo le prove con gas differenti (v. Fig. 10.3). V (L) Bassa pressione V0 Alta pressione V0 273 200 Fig. 10.3 100 0 100 200 300 400 T(° C) Esperienze di Gay-Lussac. Gli strumenti a disposizione di Gay-Lussac non consentivano di scendere a temperature di molto inferiori a 0°C. Inoltre, a temperature sufficientemente basse 10a CAPITOLO_371-400.indd 376 27/04/12 11.57

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