Comprensione della relazione
La relazione tra pressione, temperatura e volume è descritta dalla legge del gas combinata , che è una combinazione della legge di Boyle e della legge di Charles:
* La legge di Boyle: A temperatura costante, la pressione e il volume sono inversamente proporzionali.
* La legge di Charles: A pressione costante, il volume e la temperatura sono direttamente proporzionali.
L'effetto della temperatura e del volume dimezzanti
* dimezzando la temperatura: Quando dimetti la temperatura, stai essenzialmente riducendo l'energia cinetica media delle molecole di gas. Ciò significa che si scontrano con le pareti del contenitore meno frequentemente e con meno forza, portando a una riduzione della pressione .
* dimezzando il volume: Quando dimetti il volume, stai forzando lo stesso numero di molecole di gas in uno spazio più piccolo. Ciò aumenta la frequenza e la forza delle collisioni con le pareti del contenitore, con conseguente aumento di pressione .
L'effetto combinato
Dal momento che stai dimezzando sia la temperatura che il volume, gli effetti sulla pressione si opporranno l'uno all'altro.
* La diminuzione della pressione dovuta alla variazione di temperatura sarà contrastata dall'aumento della pressione a causa della variazione del volume.
Il risultato
La pressione rimarrà invariata .
Rappresentazione matematica
La legge combinata del gas può essere rappresentata come:
(P₁v₁) / t₁ =(p₂v₂) / t₂
Dove:
* P₁ e P₂ sono pressioni iniziali e finali
* V₁ e V₂ sono volumi iniziali e finali
* T₁ e T₂ sono temperature iniziali e finali
Se dimetti sia la temperatura che il volume (V₂ =V₁/2 e T₂ =T₁/2), l'equazione diventa:
(P₁v₁) / t₁ =(p₂ (v₁ / 2)) / (t₁ / 2)
Semplificando, ottieni:
P₁ =p₂
Pertanto, la pressione rimane costante.
