Fisica: 4 problemi generali sulla termodinamica
Problema 1
0.20 molti di gas perfetto sono mantenute in un recipiente cilindrico mediante un pistone mobile, a tenuta e di massa trascurabile. Il recipiente si trova in equilibrio con l'ambiente esterno (T=20°c e p=1.0 atm) quando il pistone si posizione a 50cm d'altezza rispetto al fondo del recipiente.
1) Determina il raggio del pistone. (risultato: 5.5 cm)
Problema 2
Un contenitore di forma cilindrica con una base mobile di sezione S=150 cm^2, racchiude un gas alla pressione di 1.00 atm. Il gas riceve una quantità di calore Q= 480 cal e si espande a pressione costante per un tratto di 25.0 cm.
1) Calcola la variazione dell'energia interna del gas. (risultato: 1.63 * 10^3 J)
Problema 3
0.50 moli di un gas perfetto si trovano in uno stato termodinamico caratterizzato da una pressione p[i="2"]A= 2.0 kPa e da un volume V[i="2"]A= 1.3 m^3. Il gas subisce prima una trasformazione isocòra che ne varia la pressione da p[i="2"]A a p[i="2"]B= 0.70 kPa e successivamente una trasformazione isòbara che ne porta la temperatura a un valore T[i="2"]C= 600 K
1) Determina per ciascuno degli stati A, B, C i valori delle tre variabili termodinamiche.
2) Calcola il lavoro totale compiuto dal gas durante le due trasformazioni
(risultati: TA= 6.3 *10^2 K; TB= 2.2 *10^2 K; V[i="2"]C= 3.6 m^3; 1.6 *10^3 J)
Problema 4
Tre moli di gas biatomico si trovano a una temperatura iniziale di 300 K. Successivamente vengono riscaldate a pressione costante e si espandono, occupando un volume pari a 5/2 di quello iniziale.
Calcola:
1) il valore della temperatura finale del gas.
2) il calore fornito durante la trasformazione.
3) la variazione di energia interna.
(risultati: 750 K; 3.93 *10^4 J; 2.81 * 10^3 J)
Vi prego ragazzi è urgente, aiutatemi a risolvere questi problemi...
0.20 molti di gas perfetto sono mantenute in un recipiente cilindrico mediante un pistone mobile, a tenuta e di massa trascurabile. Il recipiente si trova in equilibrio con l'ambiente esterno (T=20°c e p=1.0 atm) quando il pistone si posizione a 50cm d'altezza rispetto al fondo del recipiente.
1) Determina il raggio del pistone. (risultato: 5.5 cm)
Problema 2
Un contenitore di forma cilindrica con una base mobile di sezione S=150 cm^2, racchiude un gas alla pressione di 1.00 atm. Il gas riceve una quantità di calore Q= 480 cal e si espande a pressione costante per un tratto di 25.0 cm.
1) Calcola la variazione dell'energia interna del gas. (risultato: 1.63 * 10^3 J)
Problema 3
0.50 moli di un gas perfetto si trovano in uno stato termodinamico caratterizzato da una pressione p[i="2"]A= 2.0 kPa e da un volume V[i="2"]A= 1.3 m^3. Il gas subisce prima una trasformazione isocòra che ne varia la pressione da p[i="2"]A a p[i="2"]B= 0.70 kPa e successivamente una trasformazione isòbara che ne porta la temperatura a un valore T[i="2"]C= 600 K
1) Determina per ciascuno degli stati A, B, C i valori delle tre variabili termodinamiche.
2) Calcola il lavoro totale compiuto dal gas durante le due trasformazioni
(risultati: TA= 6.3 *10^2 K; TB= 2.2 *10^2 K; V[i="2"]C= 3.6 m^3; 1.6 *10^3 J)
Problema 4
Tre moli di gas biatomico si trovano a una temperatura iniziale di 300 K. Successivamente vengono riscaldate a pressione costante e si espandono, occupando un volume pari a 5/2 di quello iniziale.
Calcola:
1) il valore della temperatura finale del gas.
2) il calore fornito durante la trasformazione.
3) la variazione di energia interna.
(risultati: 750 K; 3.93 *10^4 J; 2.81 * 10^3 J)
Vi prego ragazzi è urgente, aiutatemi a risolvere questi problemi...
Risposte
Suggerimenti:
1. Se il sistema è in equilibrio, la pressione esercitata dal gas sul pistone eguaglia la pressione esercitata dall'ambiente esterno sul pistone. La pressione del gas all'interno del pistone segue l'equazione dei gas perfetti. Esplicita la dipendenza dal volume.
2. Applicare il primo principio della termodinamica.
3. Applica l'equazione dei gas perfetti; per calcolare il lavoro, applica semplicemente la definizione di lavoro, utilizzando le variabili di stato trovate precedentemente.
4. Applica l'equazione di stato dei gas perfetti; applica il primo principio della termodinamica. Ricorda che la capacità termica a volume costante per una mole di gas perfetto vale 3/2 R, mentre vale 5/2R a pressione costante.
1. Se il sistema è in equilibrio, la pressione esercitata dal gas sul pistone eguaglia la pressione esercitata dall'ambiente esterno sul pistone. La pressione del gas all'interno del pistone segue l'equazione dei gas perfetti. Esplicita la dipendenza dal volume.
2. Applicare il primo principio della termodinamica.
3. Applica l'equazione dei gas perfetti; per calcolare il lavoro, applica semplicemente la definizione di lavoro, utilizzando le variabili di stato trovate precedentemente.
4. Applica l'equazione di stato dei gas perfetti; applica il primo principio della termodinamica. Ricorda che la capacità termica a volume costante per una mole di gas perfetto vale 3/2 R, mentre vale 5/2R a pressione costante.
Ti ringrazio, li ho risolti tutti ;)
Chiudo!
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