Legge dei gas perfetti: calcola pressione, volume, moli o temperatura

Legge dei gas perfetti in breve: p · V = n · R · T con la costante R = 8,314 J/(mol·K). Una mole di gas perfetto occupa 22,41 L a 0 °C e 1 atm. Scegli la grandezza da trovare e inserisci le altre tre: le unità di misura vengono convertite in automatico.

Fonte: CODATA, NIST CODATA – molar gas constant R = 8.314 462 618… J/(mol·K) (exact). Aggiornato al: .

mol
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Risultato

Risultato
V = 22,41 L = 0,02241 m³
In altre unità
UnitàValore
m³0,022414
L22,414
mL22.414
Altri valori
GrandezzaValore
Volume molare V/n22,41 L/mol
Passaggi
  • Conversione in unità SI: p = 101,33 kPa = 101.330 Pa
  • Conversione in unità SI: T = 0 °C = 273,15 K
  • Formula inversa: V = n · R · T / p
  • Sostituzione: V = 1 mol · 8,3145 J/(mol·K) · 273,15 K / 101.330 Pa = 0,022414 m³

Come si calcola

Formula della legge dei gas perfetti

L’equazione di stato dei gas perfetti lega pressione p, volume V, numero di moli n e temperatura assoluta T:

p · V = n · R · T  ·  R = 8,314 462 618 J/(mol·K)

Dalla ridefinizione del SI del 2019 R è esatta (costante di Avogadro per costante di Boltzmann, CODATA). Con la costante di Boltzmann si scrive anche pV = N · k_B · T. Formule inverse:

Unità di misura

Con R in J/(mol·K) servono pascal, metri cubi e kelvin: 1 bar = 100 000 Pa, 1 atm = 101 325 Pa, 1 L = 0,001 m³, T(K) = T(°C) + 273,15. L’errore più comune è usare i °C al posto dei kelvin.

Esempio

  1. 2 moli di gas in 10 L a 25 °C: V = 0,01 m³, T = 298,15 K
  2. p = 2 · 8,314 · 298,15 / 0,01 = 495 791 Pa ≈ 4,96 bar

Con la densità

Con la massa molare M vale n = m / M, quindi la densità è ρ = p · M / (R · T). L’aria secca (M = 28,964 g/mol) a 20 °C e 1 atm ha 1,204 kg/m³. Le masse molari si basano sui pesi atomici standard IUPAC.

Limiti

Il modello funziona bene per gas a bassa pressione e temperature lontane dal punto di ebollizione, come l’aria in condizioni ambiente. Oltre circa 100 bar o vicino alla liquefazione servono equazioni di stato dei gas reali.

Domande frequenti

Qual è la formula della legge dei gas perfetti?

pV = nRT: p in Pa, V in m³, n in moli, R = 8,314 J/(mol·K) e T in kelvin.

Quali sono le formule inverse?

p = nRT/V, V = nRT/p, n = pV/(RT) e T = pV/(nR).

Come si usa la legge dei gas perfetti con la densità?

ρ = pM/(RT), con M in kg/mol. Per l’aria a 20 °C e 101 325 Pa: 101 325 · 0,028964 / (8,314 · 293,15) ≈ 1,204 kg/m³.

Quali unità di misura usare?

Con R = 8,314 J/(mol·K): Pa, m³ e K. Con R = 0,0821 L·atm/(mol·K) si lavora direttamente in litri e atmosfere.

Qual è il volume molare di un gas?

Vm = RT/p: 22,414 L/mol a 0 °C e 1 atm, 24,79 L/mol a 25 °C e 1 bar.

Fonti e riferimenti normativi

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