Legge di Gay-Lussac: concetto e formula

Dove:

• P  ₁ è la pressione iniziale;
• T  ₁  è la temperatura assoluta iniziale;
• P  ₂  è la pressione finale;
• T  ₂ è la temperatura assoluta finale.

Inoltre, le unità di temperatura assoluta sono espresse in gradi Kelvin ( K ) e le unità di pressione sono espresse in pascal ( Pa ).

Esempi di legge di Gay-Lussac

La legge di Gay-Lussac spiega il funzionamento di diversi elettrodomestici, come la pentola a pressione. In questo caso, maggiore è la temperatura, maggiore è la pressione. Un altro oggetto quotidiano a cui si applica la legge Gay-Lussac è il pneumatico di un’auto. Ad esempio, se la temperatura diminuisce, diminuisce anche la pressione dei pneumatici dell’auto. In tal caso, è necessario aggiungere aria per aumentare la pressione.

Problema di applicazione della legge di Gay-Lussac

Un problema concreto che può essere risolto applicando la legge di Gay-Lussac sarebbe quello di trovare la temperatura necessaria, in gradi Celsius , per modificare la pressione di 10 litri di un gas che ha una pressione di 97,0 kPa a 25°C alla pressione standard , ovvero 101,325 kPa (kilopascal).

Per risolvere correttamente questo problema, devi prima convertire 25°C in Kevin. Questo è molto importante, poiché la scala Kelvin misura la temperatura assoluta. Su entrambe le scale, 100 gradi separano i punti di congelamento e di evaporazione dell’acqua e 0°C corrisponde a 273,15 K. Pertanto, 25°C equivale a 298,15 K. 

Tenendo conto che la pressione di un gas a volume costante è direttamente proporzionale alla sua temperatura, dobbiamo sostituire l’equazione della legge di Gay-Lussac con questi valori:

97,0 kPa / 298,15 K = 101,325 kPa / X

Per sapere qual è il valore di X, dobbiamo eseguire le seguenti operazioni:

X = (101,325kPa)x(298,15K)/(97,0kPa). Con cui si ottiene che: X = 311,44 K

Poi non resta che sottrarre 273,15 per ottenere la risposta in gradi Celsius: X = 38,29° C

Ricapitolando, è importante notare che:

• Il volume e la quantità del gas devono essere costanti.
• Se la temperatura del gas aumenta, la pressione aumenta.
• Se la temperatura diminuisce, anche la pressione diminuisce.
• La temperatura in Celsius deve essere convertita in Kelvin per eseguire correttamente l’equazione.

Bibliografia

• Borneo, R. Gas. Problemi risolti. Serie: Problemi risolti in Chimica. Parte 1. Gas ideali, leggi dei gas. (2020). Spagna. Raffaello Borneo.
• Planas, O. (2021, 8 dicembre). Legge di Gay-Lussac: formula, dichiarazione e cercatore . Nuclear-energy.net. Disponibile qui .
• Tubo chimico. (2021, 19 maggio). Leggi dei gas (III): legge di Gay-Lussac . Disponibile qui .