Calore fornito durante una trasformazione

[ing.nunziom]

Salve!
Devo completare l'esercizio risolvendo la parte evidenziata:


Suggerimenti?
L'unica cosa che mi viene in mente è che c'è una variazione di volume dell'aria...

[Sk_Anonymous]

Ciao Nunzio.

Francamente mi sembra un problema un po' insolito….
Vuol dire forse che, per mantenere costante la pressione nello spazio soprastante il liquido, che si deve espandere perché altrimenti non potrebbe dilatarsi e consentire all'acqua di uscire dal foro (si creerebbe una depressione, cosa impossibile senza intervento esterno), si deve riscaldare quest'aria ?

Allora dovrebbe trattarsi di un riscaldamento a pressione costante , insomma una isobara in cui occorre fornire calore.

[ing.nunziom]

Ho pensato di scrivere l'equazione di stato dei gas perfetti. Ciò mi consentirebbe di ricavare la temperatura a fine trasformazione. Ma come collego tutto ciò con il calore ceduto all'aria?

[Sk_Anonymous]

Ti ripeto, è una richiesta per me strana. L'unica via di uscita per me è considerare una trasformazione isobara dell'aria contenuta nel serbatoio sopra l'acqua, con del calore che viene fornito per consentire all'aria di dilatarsi. Se non fai così, e se il serbatoio è a tenuta stagna, l'acqua non può defluire spontaneamente dal foro, si creerebbe una depressione nel vulome soprastante l'acqua, il che non è possibile.

[ing.nunziom]

Ho applicato il I principio della termodinamica: $Q=\DeltaU +L$, essendo $L=P_{0}\DeltaV$ e $\DeltaU=c_{p}(T_{f}-T_{0})$, dopo aver ricavato $T_{f}=\frac{V_{1}}{V_{0}}T_{0}$.
Tuttavia i conti non tornano...
Perdonami se insisto

[ing.nunziom]

Effettivamente $\DeltaU=c_{p}(T_{f}-T_{0})$ non esiste da nessuna parte.
Non so davvero come risolverlo...