Animazioni sui gas
Dieci animazioni sui gas: dentro ogni recipiente ci sono molecole che si muovono e si urtano, e le leggi dei gas escono dagli urti. Il pistone che si alza scaldando, la pressione che cresce comprimendo, le velocità che si distribuiscono secondo Maxwell, due gas che si mescolano, un granello spinto a caso dalle molecole. Ognuna sta nella sua pagina: si apre, si muovono i cursori, e i numeri li calcola la scena.
La legge di Boyle
La legge di Boyle: comprimere un gas a temperatura costante
Il pistone spinge le molecole in meno spazio: gli urti sulle pareti aumentano e la pressione cresce, con p · V sempre uguale.
La prima legge di Gay-Lussac
Prima legge di Gay-Lussac: il gas che si dilata scaldandolo
Un gas sotto un pistone libero: scaldandolo le molecole corrono di più e spingono il pistone più in alto; la pressione resta la stessa.
La seconda legge di Gay-Lussac
Seconda legge di Gay-Lussac: la pressione in un recipiente chiuso
Un recipiente rigido con un manometro: scaldando il gas la lancetta sale, perché le molecole urtano le pareti più spesso e più forte.
Lo zero assoluto
Lo zero assoluto: dove puntano tutte le rette
Tre campioni di gas a pressioni diverse si raffreddano: i volumi calano in linea retta e le tre rette si incontrano a −273,15 °C.
La teoria cinetica dei gas
La teoria cinetica: la pressione nasce dagli urti
Le molecole rimbalzano sulle pareti: la parete di destra si accende a ogni urto, e la media di tutti gli urti è la pressione.
La distribuzione delle velocità
La distribuzione di Maxwell: non tutte le molecole vanno alla stessa velocità
Le molecole partono tutte con la stessa velocità; gli urti le mescolano e l’istogramma prende la forma della curva di Maxwell.
L’equipartizione dell’energia
L’equipartizione: molecole leggere e pesanti alla stessa temperatura
Molecole leggere e pesanti partono alla stessa velocità; gli urti ridistribuiscono l’energia finché l’energia media è la stessa per tutte.
La diffusione
La diffusione: due gas che si mescolano da soli
Si toglie il divisorio fra due gas diversi: nessuno li spinge, ma in poco tempo ognuno occupa tutto il recipiente.
Il moto browniano
Il moto browniano: le molecole spingono un granello
Un granello molto più grande delle molecole si muove a zig-zag, colpito a caso da tutte le parti: la sua traccia è una camminata casuale.
L’effusione
L’effusione: le molecole leggere escono prima dal buco
Da un forellino nella parete escono molecole di due gas: le leggere, più veloci, escono più spesso. Il rapporto è √ del rapporto delle masse.
Come sono fatte. Tutto gira nel browser: nessun calcolo su un server, nessun dato raccolto, nessuna registrazione. Le molecole sono dischi che si muovono in un piano e si urtano in modo elastico: poche centinaia invece di miliardi di miliardi, abbastanza per vedere le leggi emergere dagli urti. p V = n R T
Le scene si fermano da sole quando cambi scheda, e chi ha chiesto al sistema meno movimento le trova ferme, con il pulsante per avviarle.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
Percorsi personalizzati di Matematica e Fisica con un docente di ruolo: per capire il perché delle formule, non solo il come si applicano.