In questo corso vedremo la Teoria cinetica dei gas e la tratteremo come argomento a sé stante. Il gas Perfetto viene modellizzato come un insieme di palline sferiche rigide che urtano tra loro in modo perfettamente elastico e urtano con la parete del contenitore che li contiene in modo perfettamente elastico.
Svolgeremo insieme il calcolo del rilascio della quantità di moto durante un urto elastico di una di queste sferette con una parete del contenitore e vedremo insieme che da qui si arriva passo dopo passo con considerazioni statistiche a poter collegare le grandezze microscopiche descritte dalla statistica come la velocità quadratica media di un gas, alle grandezze macroscopiche come la pressione. Questa legge prende il nome di legge di Joule Clausius. Questa legge ci permette per esempio di calcolarci la velocità quadratica media delle molecole di un gas supposto Perfetto in certe condizioni di pressione e di densità. Potresti pensare che questa legge non apporti un grande valore, ma essa per esempio in relazione alla terra e agli strati alti della atmosfera terrestre ci consente di rendere ragione del fatto che alcuni gas raggiungendo la velocità limite chiamata velocità di fuga sfuggono alla forza gravitazionale per cui non li troviamo o li troviamo in misura minore in atmosfera. Mentre altri gas che hanno una velocità quadratica media minore della velocità limite sono presenti maggiormente nell’atmosfera terrestre.
Di seguito esamineremo il poderoso risultato di un esperimento di Joule in cui viene mostrato chiaramente che l’energia interna di un gas dipende solo dalla temperatura assoluta del gas stesso. Questo risultato vedremo che è valido sia nei gas monoatomici sia nei gas biatomici sia nei gas poliatomici con coefficienti frazionari differenti in base ai cosiddetti gradi di libertà di un Sistema. Infine, faremo qualche accenno alla distribuzione di Maxwell Boltzmann per le velocità di un gas Perfetto ad una temperatura fissata e vedremo la formula per calcolare la velocità più probabile del gas.
