Coefficiente di dilatazione adiabatica

Coefficiente di dilatazione adiabatica per varie sostanze[1][2]
T X γ   T X γ   T X γ
−181 °C H2 1,597 200 °C Aria
secca
1,398 20 °C NO 1,400
−76 °C 1,453 400 °C 1,393 20 °C N2O 1,310
20 °C 1,410 1000 °C 1,365 −181 °C N2 1,470
100 °C 1,404 2000 °C 1,088 15 °C 1,404
400 °C 1,387 0 °C CO2 1,310 20 °C Cl2 1,340
1000 °C 1,358 20 °C 1,300 −115 °C CH4 1,410
2000 °C 1,318 100 °C 1,281 −74 °C 1,350
20 °C He 1,660 400 °C 1,235 20 °C 1,320
20 °C H2O 1,330 1000 °C 1,195 15 °C NH3 1,310
100 °C 1,324 20 °C CO 1,400 19 °C Ne 1,640
200 °C 1,310 −181 °C O2 1,450 19 °C Xe 1,660
−180 °C Ar 1,760 −76 °C 1,415 19 °C Kr 1,680
20 °C 1,670 20 °C 1,400 15 °C SO2 1,290
0 °C Aria
secca
1,403 100 °C 1,399 360 °C Hg 1,670
20 °C 1,400 200 °C 1,397 15 °C C2H6 1,220
100 °C 1,401 400 °C 1,394 16 °C C3H8 1,130

Il coefficiente di dilatazione adiabatica o indice adiabatico o rapporto tra i calori specifici, è il rapporto tra il calore specifico a pressione costante () ed il calore specifico a volume costante () di un gas:

In alcuni casi è anche conosciuto come fattore di espansione isoentropica ed è denotato con la lettera o , rispettivamente di preferenza in meccanica statistica e ingegneria chimica, e in ingegneria meccanica.

Per quanto riguarda i gas perfetti, il rapporto tra i calori specifici vale:

  • per gas monoatomici;
  • per gas biatomici;
  • per gas poliatomici.

Per la relazione di Mayer (, dove è la costante universale dei gas) si possono scrivere i calori specifici a pressione e volume costante in funzione del coefficiente :

Differenze tra gas ideale e gas realeModifica

Per un gas ideale si può dimostrare come il coefficiente di dilatazione adiabatica dipenda solamente dai gradi di libertà della molecola, dalla sua massa molare e dalla costante universale dei gas  . Questo implica la sua costanza con la pressione e la temperatura. Per un gas reale non è così: le sue proprietà cambiano soprattutto con la pressione (più la pressione è bassa, più il gas è rarefatto e simile a uno ideale), dunque non sarebbe del tutto corretto affermare che   dipenda solo dalle stesse proprietà citate per il gas ideale. Ciò può essere valido solamente a pressioni sufficientemente basse. Inoltre, per un gas reale si nota sperimentalmente una crescita piuttosto elevata di   con la pressione; il coefficiente di dilatazione adiabatica   invece tende a scendere lentamente. Dunque, è sbagliato considerare uguali   e   per un gas reale, poiché sono misurati a partire da due serie di ipotesi diverse (espansione adiabatica per  , rapporto di calori specifici per  ).

NoteModifica

  1. ^ Frank M. White, Fluid Mechanics 4ª ed. McGraw Hill.
  2. ^ Lange's Handbook of Chemistry, 10ª ed. pag. 1524.

Voci correlateModifica