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Energia cinetica media delle particelle di un gas

Esercizio sul calcolo dell'energia cinetica media delle particelle di un gas

Una bombola contiene argon alla temperatura di 20°C. Si determini l'energia cinetica media delle particelle del gas.

Svolgimento dell'esercizio

L'esercizio propone il calcolo dell'energia cinetica media delle particelle di un gas (argon) mantenuto alla temperatura di 20°C.

La relazione che permette il calcolo dell'energia cinetica media delle particelle di un gas è la seguente:

Energia cinetica media delle particelle di un gas

in cui:

L'equazione precedente dimostra che alla stessa temperatura le particelle di tutti i gas hanno uguale energia cinetica media.

Dalla formula risulta inoltre che l'energia cinetica media delle particelle di un gas ideale è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta del gas: ciò significa - ad esempio - che raddoppiando la temperatura assoluta del gas l'energia cinetica medie delle particelle del gas raddoppia.

Ovvia conseguenza è che un aumento o una diminuzione della temperatura assoluta comporta un proporzionale aumento o diminuzione dell'energia cinetica media delle particelle del gas.

Per risolvere l'esercizio la prima cosa da fare è convertire la temperatura del gas in kelvin (per info: da celsius a kelvin):

T= 20 + 273 = 293 K

Pertanto si ha che:

  • k = 1,38 · 10-23 J/K;
  • T = 293 K

Sostituendo i dati in nostro possesso nella formula che permette il calcolo dell'energia cinetica media delle particelle di un gas

Energia cinetica media delle particelle di un gas

risulta che:

Calcolo energia cinetica gas

In conclusione, l'energia cinetica media delle particelle dell'argon corrisponde a 6,06 ·10-21 J.

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