98. Cenno sulla teoria cinetica dei gas. — Le proprietà principali dei gas possono essere spiegate ammettendo che essi risultano da molecole liberamente muoventisi, con grande velocità, in tutte le direzioni, e dando luogo così a frequenti collisioni tra loro e urti contro le pareti.

Per un dato gas la pressione esercitata sulle pareti, che è appunto l’effetto immediato di quegli urti, sarebbe proporzionale al numero di urti in un dato tempo, e perciò al numero di molecole esistenti in un dato volume. Quindi se si riduce il volume di una data massa gassosa a metà, con che si raddoppia il numero di molecole per unità di volume, si raddoppierà pure la pressione, ciò che costituisce appunto la legge scoperta da Boyle sperimentalmente.

Riscaldando un gas se ne aumenta la velocità molecolare media, e quindi la forza viva e anche la pressione esercitata contro le pareti se il volume primitivo rimane invariato.

D’altra parte, con delle considerazioni che non possono essere qui esposte, si è venuti alla conclusione che se due gas diversi sono alla stessa temperatura, le loro molecole possiedono la medesima forza viva media; e che quando si prendono volumi eguali di gas differenti, alla stessa temperatura e pressione, essi contengono egual numero di molecole. In conseguenza il numero di molecole contenute in 1 cm³ di un gas qualsiasi, alla temperatura di 0° e alla pressione di 76 cm., è indipendente dalla natura del gas; si è potuto stabilire che quel numero (detto numero di Loschmidt) è espresso all’incirca da 4 ' 10¹⁹. Quanto alla velocità molecolare media, essa dipende dalla natura del gas, e precisamente è inversamente proporzionale alla radice quadrata della sua densità; per l’idrogeno si è trovato che essa è di circa 1700 metri al secondo alla temperatura di 0°.

Un’altra grandezza frequentemente adoperata è la cosiddetta lunghezza media di libero percorso, che esprime lo spazio che percorre in media una molecola tra due urti consecutivi con altre molecole; questo cammino è maggiore, com’è naturale, quando la pressione del gas è minore, e le molecole son perciò più diradate. Alla pressione atmosferica essa è all’incirca 0,1 micron, e dipende alquanto dalla natura del gas.

Ma noi non possiamo diffonderci sui particolari e sulle argomentazioni di questa teoria che è una delle più brillanti e delle più sicure conquiste della Fisica.