Partiamo dall'equazione di stato dei gas ideali, che è:
P • V = n • R • T
dove:
- P pressione in atm
- V volume in litri
- N numero moli
- R costante (0.082 litri per atm/grado)
- T temperatura in gradi Kelvin.
I gas reali deviano leggermente da questa equazione, che tuttavia con un'ottima approssimazione soddisfa le nostre esigenze, e presenta il vantaggio di una notevole semplicità di calcolo. Volendo sapere con esattezza il comportamento di gas reali, bisogna ricorrere all'
equazione di Van der Waals, che è:
(P + a • n² / V²) • (V - b) = n • R • T
dove P, n, R e T sono gli stessi di prima, e “a” e “b” sono detti coefficienti correttivi di Van der Waals. Questi coefficienti variano da gas a gas. Sennonché quello che scopriamo è che tali valori sono:
per l’azoto: a = 1.35 atm * ( l / mole )² b = 0.0383 l / mole;
per l’ossigeno: a = 1.32 atm * ( l / mole )² b = 0.0322 l / mole;
Come si vede, le differenze dei valori per azoto e ossigeno sono trascurabili, dell’ordine del terzo decimale, e possiamo a buon diritto affermare che le loro variazioni di pressione, all'aumentare della temperatura, sono identiche. Tra tutti e due, poi, formano il 98% dell'aria che respiriamo: avere solo azoto, oppure azoto e ossigeno, non cambia alcunché. Se cambiamenti ci sono, non sono dovuti evidentemente al diverso comportamento di questi due gas, o dalla presenza o meno di uno dei due nella miscela gassosa.
L’azoto ha un comportamento più lineare perché è privo di umidità
Questa è l'unica affermazione sensata che si può fare sull'azoto. Ed è per questo che l'azoto trova applicazione nelle competizioni più estreme, laddove il mezzo decimo di bar può far cambiare l'auto da ingovernabile a perfetta. Ma non perché l'azoto faccia variare di meno la pressione, scaldandosi; ma piuttosto perché senza umidità gli aumenti di pressione dovuti alla temperatura sono più prevedibili.
Nell'uso quotidiano è un fenomeno irrilevante, e questo per un motivo unicamente di temperatura. Non dobbiamo dimenticare, infatti, che le gomme da competizione raggiungono e superano allegramente temperature dell'ordine di 130°C,
valori semplicemente irreali nelle gomme delle nostre auto!
