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La legge isobara dei gas ( legge di Gay-Lussac )

Materiali occorrenti:

Apparecchio per la legge di Gay-Lussac - Glicerina - Becker da 800 mL - Termometro - Piastra riscaldante elettrica - Vetreria.

Richiami teorici:

Alla fine del XVIII secolo Joseph Gay-Lussac, sulla base dei suoi esperimenti, enunciò una legge che dice " riscaldando un gas a pressione costante si provoca un aumento del suo volume e tale aumento, per ogni °C, è di 1/273 del volume occupato dal gas a 0 °C ", ovvero:

V₀ =V_t (1+ at) ove V₀ = volume a 0 °C, V_t = volume a t °C, a=1/273.

Esecuzione dell'esperienza:

Si pone l'apparecchio nel becker da 800 mL versando nello stesso acqua fredda, possibilmente con alcuni cubetti di ghiaccio, controllando che il palloncino sia completamente immerso. Si lascia riposare per 1 o 2 minuti. Di detto palloncino deve essere noto il volume, espresso in mL. La pressione, per la struttura dell'apparecchio, risulta costante in ogni fase.

Lasciando aperto il rubinetto centrale, utilizzando uno dei tubi laterali ed un imbutino, si versa nell'apparecchio della glicerina, o altro liquido denso, fino a livello dello zero della scala in mL segnata sul tubo centrale.

Si chiude il rubinetto, si immerge il termometro, con il bulbo all'altezza del palloncino, e si registra la temperatura.

Il valore rilevato deve essere riportato sulla tabella di esercitazione come prima lettura, alla quale è da attribuirsi, ovviamente, un incremento del volume = 0 , per cui il volume del gas è dato dal solo valore del volume del palloncino.

Si provvede, a questo punto, al riscaldamento della massa d'acqua e, di conseguenza, anche dell'aria contenuta nel palloncino, agitando in modo da avere omogeneità in tutti i punti.

Ad intervalli regolari di temperatura, ad esempio ogni 5 °C, si rilevano gli incrementi di volume sul tubo centrale, riportando detti valori sulla tabella di esercitazione.

Per ogni valore di temperatura detto incremento di volume deve essere sommato al volume del palloncino. Al fine di limitare possibili errori sperimentali conviene effettuare almeno 8/10 letture.

Al termine della rilevazione dei dati, dopo aver spento l'elemento riscaldante, si procederà alla graficazione cartesiana di tali valori.

In un piano cartesiano, scelto di adeguate dimensioni, si pongono le temperature in °C nell'asse delle ascisse ed i valori in mL dei volumi nell'asse delle ordinate.

Il risultato sarà il grafico di una funzione del tipo y = a + b ∙ x , ovvero una retta che interseca l'asse delle ordinate in un punto a .

Con i valori rilevati nell'esperienza è anche possibile estrapolare lo zero assoluto ( -273.16 °C ), punto limite ove il volume teoricamente si annulla.

Grafico sperimentale della legge isobara dei gas

Tavola dei risultati

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