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Didattica della Chimica
 
   
 

La legge isoterma dei gas ( legge di Boyle )

Materiali occorrenti:

Apparecchio per la legge di Boyle - Mercurio ( ca. 1 kg ) - Barometro.

Richiami teorici:

Nel 1662 con i suoi esperimenti Robert Boyle determinò che " per ogni quantità di gas, a temperatura costante, il prodotto dei valori della pressione e del volume è una costante ( p • v = k ) ".

In base a questa legge, ogni variazione della pressione provoca una variazione del volume, e viceversa.

Esecuzione dell'esperienza:

Si dispone sul banco l'apparecchio e si regolano i due tubi in plexiglas alla stessa altezza, il più in basso possibile; si apre il rubinetto posto nel tubo di sinistra. Con l'aiuto di un imbutino si versa il mercurio nel tubo di destra fino a che i livelli nei due tubi siano visibili. Agendo sui cursori dei due tubi si portano detti livelli a corrispondere allo zero della scala centrale; si chiude la valvola del tubo di sinistra in modo da imprigionare un volume d'aria, che potrà essere misurato ( v = π r2• h ).

Si rileva la pressione atmosferica in mm di Hg utilizzando un barometro e si annota tale valore considerandolo costante per tutta la durata dell'esperienza.

Si trascrive il valore in ml. del volume del cilindro d'aria sulla tabella di lavoro come prima lettura, facendo corrispondere ad esso il dislivello corrispondente tra i due menischi di mercurio che è, come detto, = 0.

La pressione che insiste sulla massa d'aria imprigionata è, pertanto, solo quella atmosferica.

Si procede alle letture successive, almeno 5 o 6, alzando a diversi livelli il tubo di destra e registrando, ogni volta, il dislivello tra i due menischi, in mm, che dovrà essere sommato alla pressione atmosferica, e il volume dell'aria imprigionata.

Al termine delle letture sarà possibile verificare che i prodotti p • v, nei limiti dell'errore sperimentale, sono costanti.

In matematica due grandezze x e y si dicono inversamente proporzionali quando il loro prodotto è una costante (x • y = k).

L'equazione y = k / x rappresenta una iperbole equilatera.

Per quanto sopra espresso, sarà, ad esempio, possibile riportare in un piano cartesiano i valori di volume nel ramo delle ascisse e quelli di pressione nelle ordinate, tracciando il grafico risultante che sarà, appunto, un ramo di iperbole equilatera.




Nota operativa: il volume della massa d'aria imprigionata può essere determinato indirettamente misurando il volume del tubo cilindrico che la contiene, attraverso la formula geometrica: area della base x altezza.


Grafico sperimentale della legge isoterma dei gas

Grafico



Tabella dei risultati

Lettura

Vol. aria in mL

Dislivello in mmHg

P. atm. in mmHg

P. gas in mmHg

Prodotto P � V

1 1.638 0 750 750 1228.5
2 1.446 93 750 843 1218.9
3 1.283 187 750 937 1202.1
4 1.173 283 750 1033 1211.7
5 1.064 379 750 1129 1201.3
6 0.982 476 750 1226 1203.9
7 0.928 574 750 1324 1228.6
8 0.873 660 750 1410 1230.9



Sommario

 

 


 
Aggiornamento: 17-Lug-2015 14:00
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