5 esercizi sulle leggi di Gay-Lussac (con soluzioni)

In questa pagina troverete una raccolta di esercizi sulle leggi di Gay-Lussac.
Queste leggi, formulate dal chimico e fisico francese Joseph Louis Gay-Lussac agli inizi del XIX secolo, descrivono la relazione tra pressione, volume e temperatura dei gas, fondamentali per comprendere fenomeni quotidiani e per applicazioni pratiche che vanno dalla meteorologia all’ingegneria.

Attraverso questi esercizi, avrete l’opportunità di applicare i concetti teorici appresi e di sviluppare una comprensione più profonda delle leggi che governano i termodinamici.
Ogni esercizio è corredato di una spiegazione dettagliata e di passaggi risolutivi, mettendo in evidenza le leggi fisiche e le formule matematiche utilizzate.

Questa raccolta è pensata per studenti, insegnanti e appassionati di fisica che desiderano approfondire la loro comprensione delle leggi dei gas e delle loro applicazioni.
Speriamo che vi sia utile nel vostro percorso di studio e vi fornisca una solida base per affrontare con sicurezza le sfide poste dalla termodinamica. Buon lavoro!

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Esercizi sulle leggi di Gay-Lussac

Sulla prima legge di Gay-Lussac

Un recipiente dotato di pistone mobile contiene un volume di un gas ignoto pari a $V_1 = 2,0 \ m^3$ alla temperatura $T_1 = 300 \ K$ . Se il recipiente viene lasciato al Sole la temperatura aumenta fino a $T_2 = 360 \ K$ ed il gas comincia ad espandersi mantenendo la pressione costante

Calcola il volume finale $V_2$

Soluzione

Sulla seconda legge di Gay-Lussac

Un recipiente chiuso contiene un gas ignoto alla pressione $P_1 = 2,0 \cdot 10^3 \ Pa$ ed alla temperatura $T_1 = 300 \ K$ . Il recipiente viene lasciato al Sole la temperatura aumenta fino a $T_2 = 360 \ K$ e la pressione aumenta fino a $P_2$ . Se il volume rimane costante

Calcola la pressione finale $P_2$

Soluzione

Sul calcolo della temperatura

Un gas, libero di espandersi a pressione costante, triplica il suo volume quando raggiunge una temperatura $T_2 = 500 \ K$

Calcola la temperatura iniziale $T_1$

Soluzione

Sulla prima legge di Gay-Lussac per due gas in due recipienti

Due gas incogniti alla stessa temperatura iniziale $T_{1,A} = T_{1,B} = T_1$ sono contenuti all’interno di due recipienti dotati di pistone mobile e sono liberi di espandersi a pressione costante. Entrambi vengono riscaldati fino a raggiungere la stessa temperatura $T_{2,A} = T_{2,B} = T_2$ . Il gas a sinistra (verde) quadruplica il suo volume mentre il gas a destra (rosso) raggiunge un volume $V_{2,B} = 42,2 \ m^3$

Calcola il volume iniziale del gas $B$

Soluzione

Sulla seconda legge di Gay-Lussac ed il calcolo della temperatura

Un recipiente contiene un gas incognito alla pressione $P_1 = 2,0 \cdot 10^3 \ Pa$ ed alla temperatura $T_1 = 340 \ K$ . Se il gas viene riscaldato a volume costante e raggiunge una pressione $P_2 = 4,0 \cdot 10^3 \ Pa$

Calcola la temperatura finale $T_2$

Soluzione

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