Proprietà dei Gas Reali e Diagramma p-V
I gas reali si distinguono dai gas ideali per la loro capacità di essere liquefatti solo agendo alla temperatura critica o al di sotto di essa. Ad esempio, gas come elio, idrogeno, azoto, ossigeno, argon e neon, noti come gas permanenti, possono essere trasformati in liquido solo se la temperatura viene ridotta al di sotto della temperatura critica, che solitamente è inferiore alla temperatura ambiente. Al contrario, sostanze come l’acqua presentano una temperatura critica al di sopra della temperatura ambiente, apparendo quindi come liquidi o solidi alla temperatura standard.
Il Diagramma p-V e le Isoterme
Il diagramma p-V illustra le relazioni tra pressione e volume di una sostanza a temperature costanti differenti. Le isoterme presenti nel diagramma p-V mostrano le variazioni di pressione di una sostanza al variare del volume a temperatura costante. Tra le molteplici isoterme presenti, esiste la cosiddetta isoterma critica che si caratterizza per un punto singolare noto come punto critico, in accordo con l’equazione di van der Waals per i gas reali.
Il Punto Critico e i Gas Ideali
Il punto critico è la condizione in cui due equazioni con due incognite relative a pressione e volume si incontrano. A titolo di esempio, considerando i gas ideali, si evince che essi non presentano un punto critico, poiché le soluzioni fisicamente possibili non soddisfano le equazioni del punto critico.
Costanti Critiche e l’Equazione di van der Waals
Le costanti critiche dei gas reali divenono parametri fisici distintivi per ciascun gas. La conoscenza dei valori sperimentali delle costanti critiche consente di calcolare i valori di a e b nell’equazione di van der Waals, e di confrontarli con i dati sulla compressibilità per valutare la loro applicabilità a un dato gas.
In conclusione, l’analisi delle proprietà dei gas reali, in particolare attraverso il diagramma p-V e l’esame delle costanti critiche, riveste un’importanza considerevole sia dal punto di vista teorico che pratico nell’ambito della chimica e della fisica dei gas.
