Salve a tutti, ho ben chiara la legge e il comportamento dei gas perfetti....partendo dal presupposto che l'aria e le altre miscele non lo sono, qualcuno ha un grafico o meglio ancora una tabella con a x temperatura in un 10 litri a 200 bar avremo x normale litri, a 100 bar a 250 a 300 ecc? Ho letto che sino a 200 bar l'aria più o meno rispetta la legge di Boyle poi il coefficiente diventa 1.1 o 1.2, però vorrei avere dei dati il più precisi possibile (Non voglio applicare nessuna nozione alla ricarica home Made di nessun tipo di miscela, solo soddisfare la mia curiosità )....grazie a tutti quelli che mi vorranno assecondare
Legge di Boyle
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Originariamente inviato da Mercurio90 Visualizza il messaggioSalve a tutti, ho ben chiara la legge e il comportamento dei gas perfetti....partendo dal presupposto che l'aria e le altre miscele non lo sono, qualcuno ha un grafico o meglio ancora una tabella con a x temperatura in un 10 litri a 200 bar avremo x normale litri, a 100 bar a 250 a 300 ecc? Ho letto che sino a 200 bar l'aria più o meno rispetta la legge di Boyle poi il coefficiente diventa 1.1 o 1.2, però vorrei avere dei dati il più precisi possibile (Non voglio applicare nessuna nozione alla ricarica home Made di nessun tipo di miscela, solo soddisfare la mia curiosità )....grazie a tutti quelli che mi vorranno assecondare
Come Zephyr73, io non sono un professore di fisica ma, come lui, penso che il problema dal punto di vista scientifico andrebbe affrontato andando a capire e padroneggiare le formule di Van Der Waals.
https://it.wikipedia.org/wiki/Legge_di_van_der_Waals
Io non ho le competenze per aiutarti a capire come arrivare a spiegare scientificamente l'equazione di Van Der Waals.
Io posso solo suggerire un approccio al problema più easy - semplice.
Cosi ti posto il seguente link:
http://www.vejacrica.com/tecnica/bombole.htm
Dal link citato mi permetto di riportare il seguente trafiletto:
"Quando si calcola i normal-litri e la variazione di pressione nelle bombole, si applica la legge di Boyle (il prodotto della pressione per il volume è costante). In realtà, essa è valida solo per “gas ideali”, nei quali le molecole non hanno volume e non esercitano forze di attrazione o repulsione fra loro. In natura non è così. Ogni gas ha un suo comportamento “reale”. Il rapporto fra il valore del prodotto PxV nel caso reale e nel caso ideale è detto “fattore di compressibilità” e si indica normalmente con “z”. Se, per esempio, il fattore di compressibilità è 2, ciò significa che la quantità di gas disponibile non è più quella calcolata, ma la metà (1/z = 1/2). Per i gas ideali, “z” vale 1 per qualunque valore di pressione. Per l’aria, esso scende sotto uno all’inizio, per poi salire rapidamente con l’aumento della pressione. A 200 bar “z” è circa 1.1. Questo significa che, in realtà, in un monobombola da 15 litri a 200 bar non ci sono 3000 normal-litri di aria, ma circa 2730 (3000/1.1). Se la pressione sale a 300 bar, “z” arriva a 1.2. In un monobombola da 10 litri a 300 bar, pertanto, non ci sono 3000 normal-litri, ma 2500 (3000/1.2). Anche se, teoricamente, la riserva di gas è la stessa (3000 normal-litri), la bombola da 15 litri a 200 bar ne contiene 200 di più"
Rifacendomi a questo trafiletto.
La lettera "Z" esprime il rapporto tra comportamento reale e comportamento ideale.
Quando la lettera "Z" ha come valore 1 significa che il comportamento reale del gas coincide con quello ideale.
Quando la lettera "Z" ha come valore un numero inferiore a 1 significa che il numero dei normal litri reali nella bombola sono maggiori rispetto a quelli calcolati a livello ideale.
Quando la lettera "Z" ha come valore un numero superiore a 1 significa che il numero dei normal litri reali nella bombola sono inferiori rispetto al quelli calcolati a livello ideale.
Inizialmente il valore Z dell'aria è inferiore a 1 ma, cresce velocemente fino ad arrivare a 1,1 a 200 bar di pressione.
Questo vuol dire che, per noi subacquei l'aria fino a 200 bar ha un andamento reale che non si discosta in maniera significativa da quello ideale.
Questo ci consente di applicare Boyle PxV=Nl arrivando a un risultato non esatto ma con una buona approssimazione.
Seguendo l'esempio del link postato una bombola da 10 L x 200 bar idealmente ha 2000 Nl (normal litri) realmente ne ha 1818 (2000/1,1) - nella realtà c'è un 9% in meno rispetto al calcolo reale.
A 300 bar di pressione il valore Z sale a 1,2 questo vuol dire che la mia bombola da 10 L x 300 bar non contiene 3000 Nl (ideali) ma ne ha solo 2500 (3000/1,2) - nella realtà c'è un 16,6 % in meno rispetto al calcolo reale.
Da 300 in poi il rapporto sale in maniera più che proporzionale generando una maggiore differenza tra i normal litri reali molto inferiori rispetto a quelli ideali.
Cordialmente
Rana
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Ciao,
Per far sti conti si può usare o la legge di Van der Waals come han già spiegato sopra oppure la "Legge di Boile Modificata" ovvero:
P*V/C=K dove C è il fattore di comprimibilità della miscela considerata. Di seguito ti riporto i valori di comprimibilità a temperatura costante dell'aria. Da questa legge combinata alla Legge di Charles puoi ricavare i dati che ti interessano.
Per conoscenza è pag. 57 del manuale federale "Bolle" per il 2° AR
Saluti,
Tonnetto
ps. Interessante notare il perché le bombole si caricano a 200bar, ovvero perché a 200bar la comprimibilità è esattamente 1. Mentre vediamo come a pressioni minori "guadagnamo" litri rispetto a quelli teorici!Ultima modifica di Tonnetto; 18-05-2017, 18:41.
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Grazie delle risposte, anche io non sono esperto di fisica, ma solo un neo subacqueo affascinato dalla conoscenza. Noto una leggere discrepanza tra i 2 dati, ma in entrambi i casi sono differenze davvero irrisorie. A questo punto il caricare a 230 bar porta un buon incremento nella scorta d'aria, in quanto il fattore di comprimibilità C o z in base all'esempio non subisce un incremento così repentino.....però potrebbe diventare influente in caso di un 20+20 a 250 bar....forse se arriverò ad utilizzare quel tipo di bombole 4 calcoli saranno da fare. Nel link postato da Rana si parla anche di peso delle bottiglie e di peso della scorta d'aria. Si parla di materiali innovativi ma ioho avuto modo di vedere diverse bombole tutte acciaio e ho notato che quelle anni '90 sono abbastanza più leggere rispetto alle ultime uscite....chissà cosa ha spinto i costruttori a modificare le caratteristiche...ma qui sto aprendo un altro discorso...
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Originariamente inviato da RANA Visualizza il messaggio
Ciao Mercurio90.
Come Zephyr73, io non sono un professore di fisica ma, come lui, penso che il problema dal punto di vista scientifico andrebbe affrontato andando a capire e padroneggiare le formule di Van Der Waals.
https://it.wikipedia.org/wiki/Legge_di_van_der_Waals
Io non ho le competenze per aiutarti a capire come arrivare a spiegare scientificamente l'equazione di Van Der Waals.
Io posso solo suggerire un approccio al problema più easy - semplice.
Cosi ti posto il seguente link:
http://www.vejacrica.com/tecnica/bombole.htm
Dal link citato mi permetto di riportare il seguente trafiletto:
"Quando si calcola i normal-litri e la variazione di pressione nelle bombole, si applica la legge di Boyle (il prodotto della pressione per il volume è costante). In realtà, essa è valida solo per gas ideali, nei quali le molecole non hanno volume e non esercitano forze di attrazione o repulsione fra loro. In natura non è così. Ogni gas ha un suo comportamento reale. Il rapporto fra il valore del prodotto PxV nel caso reale e nel caso ideale è detto fattore di compressibilità e si indica normalmente con z. Se, per esempio, il fattore di compressibilità è 2, ciò significa che la quantità di gas disponibile non è più quella calcolata, ma la metà (1/z = 1/2). Per i gas ideali, z vale 1 per qualunque valore di pressione. Per laria, esso scende sotto uno allinizio, per poi salire rapidamente con laumento della pressione. A 200 bar z è circa 1.1. Questo significa che, in realtà, in un monobombola da 15 litri a 200 bar non ci sono 3000 normal-litri di aria, ma circa 2730 (3000/1.1). Se la pressione sale a 300 bar, z arriva a 1.2. In un monobombola da 10 litri a 300 bar, pertanto, non ci sono 3000 normal-litri, ma 2500 (3000/1.2). Anche se, teoricamente, la riserva di gas è la stessa (3000 normal-litri), la bombola da 15 litri a 200 bar ne contiene 200 di più"
Rifacendomi a questo trafiletto.
La lettera "Z" esprime il rapporto tra comportamento reale e comportamento ideale.
Quando la lettera "Z" ha come valore 1 significa che il comportamento reale del gas coincide con quello ideale.
Quando la lettera "Z" ha come valore un numero inferiore a 1 significa che il numero dei normal litri reali nella bombola sono maggiori rispetto a quelli calcolati a livello ideale.
Quando la lettera "Z" ha come valore un numero superiore a 1 significa che il numero dei normal litri reali nella bombola sono inferiori rispetto al quelli calcolati a livello ideale.
Inizialmente il valore Z dell'aria è inferiore a 1 ma, cresce velocemente fino ad arrivare a 1,1 a 200 bar di pressione.
Questo vuol dire che, per noi subacquei l'aria fino a 200 bar ha un andamento reale che non si discosta in maniera significativa da quello ideale.
Questo ci consente di applicare Boyle PxV=Nl arrivando a un risultato non esatto ma con una buona approssimazione.
Seguendo l'esempio del link postato una bombola da 10 L x 200 bar idealmente ha 2000 Nl (normal litri) realmente ne ha 1818 (2000/1,1) - nella realtà c'è un 9% in meno rispetto al calcolo reale.
A 300 bar di pressione il valore Z sale a 1,2 questo vuol dire che la mia bombola da 10 L x 300 bar non contiene 3000 Nl (ideali) ma ne ha solo 2500 (3000/1,2) - nella realtà c'è un 16,6 % in meno rispetto al calcolo reale.
Da 300 in poi il rapporto sale in maniera più che proporzionale generando una maggiore differenza tra i normal litri reali molto inferiori rispetto a quelli ideali.
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