Ciclo di Carnot - triangolo isoscele?

unwritten85
Ciao,
sempre su Carnot....
In un grafico ho un triangolo isoscele, in ascissa il volume e in ordiata la pressione.
Mi chiede di calcolare il rendimento (andamento orario).
Sbaglio se dico che non ha senso?
Se A è il vertice più alto, da A a B scende ed è adiabatica, da B a C ha pressione costante, quindi Isobara, ma da C ad A???
P e V sono inversamente proporzionali, come può il volume aumentare all'aumentare della pressione?

Grazie...
Con le lezioni online di scuola è un caos :(

Risposte
Shackle
Il ciclo di Carnot non è un triangolo isoscele. Perché non metti un disegno ?
Da quello che ho capito io, A-->B è una espansione adiabatica. B-->C è una isobara, dovrebbe essere di compressione, cioe C è alla sinistra di B . E ti chiedo : per caso C è sulla retta per A parallela all’asse delle $p$ ? In tal caso, C-->A è una isocora.
Metti un disegno, è meglio.

unwritten85
Ciao,
sucsa ma non so come inserirlo... Metto uno schema:

A

C_____________B

Da A a B è espansione adiabatica, da B a C compressione isobara, ma da C ad A? Vorrebbe dire che aumentando il volume aumenta la pressione, il che non ha senso perchè sono inversamente proporzionali....

unwritten85
Scusa, ma non mi ha mantenuto gli spazi.... il punto A è in centro al segmento CB!
non è sulla stessa ascissa di C.
Ma mi chiede di calcolare il rendimento della macchina...

mgrau
E' un ciclo, ma non certo un ciclo di Carnot.
Da A a B non è una adiabatica (che non è una retta). Da C ad A aumenta sia il volume che la pressione, e non c'è niente di strano, perchè sono inversamente proporzionali solo su una isoterma. Si tratta di scaldare e fare insieme aumentare il volume, meno di quanto aumenterebbe a pressione costante, così aumenta anche la pressione.

unwritten85
Ah,
allora non ho la più pallida idea di come trovare il rendimento di questa macchina... (p.V= n.R.T non vale??)
Ripartiamo...
Ho 5 moli di ossigeno molecolare (O2):
Le temperature posso calcolare con la formula inversa, giusto?
Es:T(B)= p(B).V(B)\(n.R)= 10^5.0,5\(5.8,31)= 1,2x10^3 K
T(A)=2,16.10^3
T(C)=0,24.10^3
Poi preno la temperatura più alta, che sarà Tc e quella più basa, che sarà Tf e calcolo il rendimento?
r=1-(Tf\Tc)=1-(0,24.10^3\2,16.10^3)= 67%

E' corretto?

Grazie

Shackle
Insomma, si può sapere come è fatto questo ciclo ? Io avevo capito che da A a B la trasformazione è adiabatica, ma se dici che sul piano (p,v) hai un triangolo isoscele la A-->B non è adiabatica. Ho fatto due schizzi : il tuo ciclo, NON è come il primo (dove ho scritto NO) , ma è come il secondo , dove ho scritto SI ? Il punto A è sull’asse del segmento BC ?



scrivi i dati del problema .

unwritten85
Ciao,
esatto. E' come il secondo:
In figura è rappresentata una trasformazione ciclica che avviene in senso orario. In un sistema costituito da 5 moli di ossigeno molecolare, Determinare il rendimento del ciclo.

axpgn
@unwritten85
Sei alle superiori? È sempre meglio presentare il livello di studio a cui ci si trova, al fine di avere risposte coerenti con quanto si sta studiando.

unwritten85
Ciao,
sì sì, superiori (liceo umanistico).

Shackle
Allora, si tratta di un ciclo formato da tre trasformazioni lineari. Ti metto innanzitutto un esempio di una trasformazione lineare, rappresentata sul piano (p,v) da un segmento di retta “12” . Riesci a ricavare qualcosa di utile per il tuo esercizio?



ti suggerisco di tracciare, nel tuo ciclo, l’asse di BC , a cui A appartiene, e considerare due cicli affiancati, indicando con D il punto di intersezione dell’asse col segmento BC . Hai quindi due cicli :

A-->B-->D-->A

A-->D-->C-->A

e calcolare lavoro e calore per ciascuno dei due, che in valore assoluto sono gli stessi. Si tratta in definitiva di calcolare delle aree. La variazione totale dell’energia interna in un ciclo è nulla.

unwritten85
Ciao,
ma scusa... banalmente, dato che il lavoro è l'area, non basta fare base.altezza/2?
Quindi 40.10^3 Pa?
Per il calore: posso applicare Q=Cv. DeltaT, previo calcolo delle temperature?

Shackle
Lo ripeto, si tratta appunto di calcolare delle aree. Ma $c_vDeltaT$ è una variazione di energia interna, e in un ciclo è nulla. Non ti serve. Ho messo l’esempio di una trasformazione lineare che non è un ciclo, per farti capire.
Il rendimento è il rapporto tra l’area racchiusa dal ciclo e l’area tra spezzata CAB e asse delle ascisse.

unwritten85
Scusa, ma non capisco...
Nell'esempio postato lui calcola la variazione dell'energia interna, che poi usa per trovare il calore, sottraendo il lavoro, dato dall'area.
Quindi il calore come lo calcoli, senza ricorrere all'energia interna?
Altra cosa... 1,36 (cv) da dove lo ha preso?

Shackle
Ti ripeto che l’esempio NON riporta un ciclo, in un ciclo la variazione di energia interna è NULLA.
Quel valore di $c_v$ deve essere il calore specifico a volume costante dell’etano , nell’opportuna unità di misura. Non ho verificato il valore.

unwritten85
Vi ringrazio per l'aiuto, ma per me resta un argomento ostico.
Dato che non riuscirei a fare l'esercizio, attendo che scuola o profe spieghino meglio il tutto.

Grazie comunque.

Shackle
Senti , ignora l’esempio che ti ho fatto. Conosci un po’ di termodinamica, e qualcosa sui cicli in particolare? Spero di si. Guarda lo schizzo allegato :


il rendimento del ciclo è dato dal rapporto tra l’area del ciclo ABCA e l’area ABKHCA. Il perché , è questione di teoria. Se non la conosci, studiala, e aspetta la spiegazione del professore .

unwritten85
Ciao,
allora...
All'interno del triangolo, la variazione interna di energia è nulla, per cui il Lavoro, dato dall'area del triangolo, e il calore sono uguali.
Il rendimento è dato dal lavoro compiuto, quindi area del triangolo, fratto il calore assorbito dal sistema.
L'unico punto in cui assorbe calore è nella trasformazione isobara, quindi il nuovo riferimento è l'area del rettangolo.
Corretto?
Però così mi esce 1...

Shackle
Non è corretto. Ti mancano le basi della termodinamica. Troverò qualcosa in un libro e lo metterò qui.

Shackle
Ecco qui, ho scannnerizzato 5 paginette di un libro di termodinamica. Studiale con attenzione:



poi, se hai capito, torna al tuo ciclo, prendendo la figura che ho disegnato per ultima, e dimmi :

1) qual è il calore che il gas riceve dalla sorgente calda
2) qual è il calore che il gas cede alla sorgente fredda
3) qual è il calore che diventa lavoro nel ciclo

in sostanza, ti ho già dato le risposte in precedenza.

unwritten85
grazie mille!

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