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7. Espansione e compressione termica dei gas

Sempre utilizzando il modello particellare possiamo interpretare e rappresentare a livello submicroscopico diversi fenomeni osservabili a livello macroscopico relativi ai corpi gassosi.

Consideriamo ad esempio la situazione nella quale un corpo puro gassoso è contenuto in un cilindro chiuso con un pistone mobile. Abbiamo già visto (usando una semplice siringa) che esercitando una forza/pressione è possibile comprimere o espandere un corpo gassoso.

Lo stesso fenomeno avviene se l’energia necessaria viene trasferita sotto forma di calore, ovvero se il corpo gassoso viene riscaldato o, viceversa, raffreddato.

Se il gas viene riscaldato, dopo un certo tempo osserveremo il pistone spostarsi verso l’alto. Dato che la quantità di gas è invariata e il numero delle particelle è analogamente rimasto costante dobbiamo concludere che le particelle si sono distanziate le une dalle altre come rappresentato qui:

Raffreddando o, semplicemente, rimuovendo la fonte di calore, il pistone tornerà a riportarsi nella posizione originaria una volta raggiunta la temperatura iniziale. Di fatto il raffreddamento ha determinato un fenomeno analogo a quello che abbiamo osservato nella compressione meccanica (la mano che spinge sulla siringa) del gas.


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