Risolvere questo problema di termodinamica

[sasytherev]

risolvere qesto problema di termodinamica:

Una mole di gas monoatomico occupa un volume di 2 litri alla pressione di 2 atm. Effettua la seguente serie di trasformazioni quasi statiche :
un'espansione a pressione costante che ne raddoppia il volume.
un raffreddamento a volume costante che lo riporta alla temperatura iniziale.
una compressione isoterma che lo riporta al volume iniziale.
Determinare il calore assorbito e il lavoro compiuto dal gas.

Grazie

[ce8c0e31f941cc14ed8def9a9c5c3a60a8400d85]

Ciao sasytherev, ben iscritto!!

Dove starebbe il problema? Trattandosi di trasformazioni quasi-statiche si intende che sono reversibili e quindi le "formulette" da usare sono quelle "classiche", senza alcun accorgimento particolare. Se ci illustri il tuo ragionamento possiamo provare a discuterne assieme. ;)

[sasytherev]

Allora:

1 trasformazione isobara : P costamte , V raddoppia quindi
P=2 atm V= 2L -> 4L

Calcoliamo deltaT = (Tf-Ti) = (97-49)K°= 48K°

Ti = Pv/(nr) Ti = 2atm *2L / (1mol *0.0821 L * atm * mol^-1 * K^-1 = 49 K°
Tf = PV/(nr) Tf = 2atm *4L / (1mol *0.0821 L * atm * mol^-1 * K^-1 = 97 k°

calcoliamo il lavoro per questa trasformazione come richiesto dal testo : W= P*deltaV = 2atm*2L= 4Joule
il calore assorbito invece è Q=mc DeltaT, dove c è il calore specifico, che si calcola C=Q/(mDeltaT), e qui abbiamo problemi in quanto Q è già una nostra incognita e non riusciamo a calcolarla :/ ci è sfuggito qualcosa? per i lresto è fatto bene per la 1 trasformazione? ora posto i passaggi della 2 trasformazione


2 trasformazione

Aggiunto 54 minuti più tardi:

2 trasformazione è isocora = V = costante e la temperatura si raffredda fino a tornare a quella iniziale Tf-> Ti

Sappiamo che nelle trasformazioni isocore, il lavoro è sempre 0

W=0

Anche qui non riusciamo a calcolare il calore specifico, magari se ci dici i passaggi capiamo meglio.

[ciampax]

Quando si svolgono questi esercizi, è bene fornirsi di una tabellina per verificare come cambiano i valori durante la trasformazione. Abbiamo al seguente situazione:

[math]\begin{array}{cccc}
1 &T_1 & V_1=2\ l & P_1=2\ atm\\ \hline 2& T_2 & V_2=2V_1 & P_2=P_1\\ \hline 3 &T_1 & V_3=V_2 & P_3\\ \hline 4 & T_1 & V_1 & P_4\\ \hline
\end{array}[/math]

Passando da una riga all'altra, nell'ordine, si possono usare le seguenti leggi:

1-->2)

[math]V_1/T_1=V_2/T_2\ \Rightarrow\ T_2=\frac{V_2 T_1}{V_1}=2T_1[/math]

2-->3)

[math]P_1/T_2=P_3/T_1\ \Rightarrow\ P_3=\frac{P_1 T_1}{T_2}=\frac{1}{2} P_1[/math]

3-->4)

[math]P_3 V_2=P_4 V_1\ \Rightarrow\ P_4=\frac{P_3 V_2}{V_1}=P_1[/math]

(che era quanto ci aspettavamo, visto che gli altri due stati, nella fase 4, coincidono con quelli della fase 1). Inoltre per determinare la prima temperatura (unica incognita) possiamo scrivere

[math]T_1=\frac{P_1 V_1}{R}[/math]

in quanto il gas è 1-molare. A questo punto calcolare Q e L non dovrebbe essere difficile.