Versione italiana
Esercizi sulla Legge di Guy-Lussac
La legge di Guy-Lussac afferma che, a volume costante, la pressione di un gas ideale è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. Questa relazione può essere espressa matematicamente come:
\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}
T1​P1​​=T2​P2​​
dove:
- P è la pressione del gas (in atm, Pa, o altre unità),
- T è la temperatura assoluta (in Kelvin),
- i pedici 1 e 2 indicano due stati differenti del gas.
Concetti Chiave
- Pressione (P): Forza esercitata per unità di superficie.
- Temperatura (T ): Misura dell'energia cinetica media delle particelle in un gas, espressa in Kelvin.
- Gas Ideale: Un modello teorico di gas che segue le leggi dei gas perfetti.
Esercizi
Esercizio 1
Un gas ha una pressione di 2 \, \text{atm}2atm a 300 \, \text{K}300K. Quale sarà la pressione del gas se la temperatura aumenta a 600 \, \text{K}600K?
Soluzione
Utilizziamo la legge di Guy-Lussac:
\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}
T1​P1​​=T2​P2​​
Sostituendo i valori:
\frac{2 \, \text{atm}}{300 \, \text{K}} = \frac{P_2}{600 \, \text{K}}
300K2atm​=600KP2​​
Risolvendo per P_2P2​:
P_2 = 2 \, \text{atm} \cdot \frac{600 \, \text{K}}{300 \, \text{K}} = 4 \, \text{atm}
P2​=2atm⋅300K600K​=4atm
Esercizio 2
Se un gas ha una pressione di 1.5 \, \text{atm}1.5atm a 250 \, \text{K}250K, qual è la temperatura a cui la pressione sarà 3.0 \, \text{atm}3.0atm?
Soluzione
Utilizziamo di nuovo la legge di Guy-Lussac:
\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}
T1​P1​​=T2​P2​​
Sostituendo i valori:
\frac{1.5 \, \text{atm}}{250 \, \text{K}} = \frac{3.0 \, \text{atm}}{T_2}
250K1.5atm​=T2​3.0atm​
Risolvendo per T_2T2​:
T_2 = 3.0 \, \text{atm} \cdot \frac{250 \, \text{K}}{1.5 \, \text{atm}} = 500 \, \text{K}
T2​=3.0atm⋅1.5atm250K​=500K
English version
Guy-Lussac's Law Exercises
Guy-Lussac's law states that, at constant volume, the pressure of an ideal gas is directly proportional to its absolute temperature. This relationship can be expressed mathematically as:
\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}
T1​P1​​=T2​P2​​
where:
- P is the pressure of the gas (in atm, Pa, or other units),
- T is the absolute temperature (in Kelvin),
- the subscripts 1 and 2 indicate two different states of the gas.
Key Concepts
- Pressure (P): Force exerted per unit area.
- Temperature (T ): A measure of the average kinetic energy of particles in a gas, expressed in Kelvin.
- Ideal Gas: A theoretical model of a gas that follows the ideal gas laws.
Exercises
Exercise 1
A gas has a pressure of 2 \, \text{atm}2atm at 300 \, \text{K}300K. What will be the pressure of the gas if the temperature is increased to 600 \, \text{K}600K?
Solution
We use Guy-Lussac's law:
\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}
T1​P1​​=T2​P2​​
Substituting the values:
\frac{2 \, \text{atm}}{300 \, \text{K}} = \frac{P_2}{600 \, \text{K}}
300K2atm​=600KP2​​
Solving for P_2P2​:
P_2 = 2 \, \text{atm} \cdot \frac{600 \, \text{K}}{300 \, \text{K}} = 4 \, \text{atm}
P2​=2atm⋅300K600K​=4atm
Exercise 2
If a gas has a pressure of 1.5 \, \text{atm}1.5atm at 250 \, \text{K}250K, what is the temperature at which the pressure will be 3.0 \, \text{atm}3.0atm?
Solution
Let's use Guy-Lussac's law again:
\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}
T1​P1​​=T2​P2​​
Substituting the values:
\frac{1.5 \, \text{atm}}{250 \, \text{K}} = \frac{3.0 \, \text{atm}}{T_2}
250K1.5atm​=T2​3.0atm​
Solving for T_2T2​:
T_2 = 3.0 \, \text{atm} \cdot \frac{250 \, \text{K}}{1.5 \, \text{atm}} = 500 \, \text{K}
T2​=3.0atm⋅1.5atm250K​=500K
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