Domandina rapida entropia universo
domandina veloce veloce:
Se io butto in mare (che si trova a temperatura Ta) un oggetto ad una temperatura T1
$ Q1=m1*c(ogg)*(Tf-T1) $ dove Tf=Ta
La variazione di entropia dell'oggetto sarà:
$ deltas=m1*c(ogg)*ln((Ta)/(T1)) $
La variazione di entropia dell'universo (mare) io pensavo che poteva essere= $ (Q1)/(Ta) $ ma ovviamente non è così dato che non mi porta l'esercizio che ho...
Il mare è come se avesse c e massa =infinito quindo non posso calcolarla come per l'oggetto..come posso fare?
Grazie per l'aiuto!!
Se io butto in mare (che si trova a temperatura Ta) un oggetto ad una temperatura T1
$ Q1=m1*c(ogg)*(Tf-T1) $ dove Tf=Ta
La variazione di entropia dell'oggetto sarà:
$ deltas=m1*c(ogg)*ln((Ta)/(T1)) $
La variazione di entropia dell'universo (mare) io pensavo che poteva essere= $ (Q1)/(Ta) $ ma ovviamente non è così dato che non mi porta l'esercizio che ho...
Il mare è come se avesse c e massa =infinito quindo non posso calcolarla come per l'oggetto..come posso fare?
Grazie per l'aiuto!!
Risposte
Da un paio di conti veloci sugli ordini di grandezza dovresti ricavare che si può considerare che l'acqua del mare, dopo un tempo abbastanza lungo alla fine del percorso dell'oggetto in essa, abbia una distribuzione di pressione approssimativamente uguale a quella che aveva in precedenza. Quindi calcolare la variazione di entropia derivante dalla variazione di temperatura, di atmosfera, mare, terra, supponendo che il tutto si trovi in uno stato di equilibrio termodinamico (l'entropia è una funzione dei parametri di stato, cioè quelle grandezze definite in uno stato di equilibrio termodinamico).
Se considero la trasformazione isobara ottengo:
$ deltas=m*c*ln((Tf)/(Ti)) $ ma non ho m e la Tf=Ti quindi porta tutto uguale a 0
$ deltas=m*c*ln((Tf)/(Ti)) $ ma non ho m e la Tf=Ti quindi porta tutto uguale a 0
Anche quando si calcola la variazione dell'energia interna non si conosce la massa in questione, ma si conosce l'energia complessiva, ovvero il prodotto tra massa, variazione di temperatura e calore specifico.
Al limite per massa infinita la variazione di temperatura è infinitesima, con variazione di entropia approssimata al primo ordine a partire dalla temperatura iniziale.
Al limite per massa infinita la variazione di temperatura è infinitesima, con variazione di entropia approssimata al primo ordine a partire dalla temperatura iniziale.
Attenzione! Nè il mare nè il sasso sono gas perfetti! Le leggi che hai scelto sono giuste, solo che la variazione di entropia dell'universo non è la variazione di entropia del mare! Per variazione di entropia dell'universo si intende la somma (algebrica) delle variazoni di entropia di tutti gli oggetti che partecipano al fenomeno. Calcola quindi la variazione del sasso, la variazione del mare, sommali (che poi sarà una differenza visto che una delle 2 ti verrà sicuramente negativa) e quello che ottieni è la variazione di entropia dell'universo.
Quando scrivi "sasso" ti riferisci ad un sasso qui sulla terra?
mi riferisco all'oggetto del quale nel problema si dice "è lanciato in mare".. perchè?
Perchè il sistema terra + sasso acquista energia interna, dovuta alla variazione di energia potenziale delle forze gravitazionali agenti su queste. Dopo un tempo abbastanza lungo la terra dovrebbe ristabilire l'equilibrio (in media) dell'energia scambiata con il sole e il resto dello spazio circostante per irraggiamento.
Perfetto! ho capito: in pratica per universo non intendeva il mare quindi con la semplice differenza trovo quello che mi viene richiesto! grazie 1000 a tutti!!
"sonoqui_":
Perchè il sistema terra + sasso acquista energia interna, dovuta alla variazione di energia potenziale delle forze gravitazionali agenti su queste. Dopo un tempo abbastanza lungo la terra dovrebbe ristabilire l'equilibrio (in media) dell'energia scambiata con il sole e il resto dello spazio circostante per irraggiamento.
Non ho capito quasi niente, e su quel poco che ho capito, non sono daccordo. Ad ogni modo non è sicuramente ciò che è richiesto dal problemino di termodinamica postato da lally86
Non capisco cosa non sia chiaro.. la mia domanda era riferita all'ultimo punto del problema cioè su come calcolare la variazione di entropia dell'universo... facendo la differenza $ deltas (ogg) - deltas (mare) $. Così come li ho calcolati sopra i risultati riportano..quindi credo che veniva richiesto proprio quello.
La variazione di entropia complessiva è data dalla somma delle variazioni di entropia, non differenza. Sia per il sasso che per il mare risulta un incremento di energia interna.
In pratica sì è una somma! Non vorrei dire cavolate ma considerando che l'entropia di chi cede calore è negativa e di chi lo assorbe è positiva...sommandoli con il segno viene la differenza...(solo se si considerano in valore assoluto è una differenza)
Quello che hai scritto è valido per trasformazioni termodinamiche reversibili, per cui l'entropia dell'universo si conserva.
Per le irreversibili risulta che l'entropia dell'universo aumenta (legge di accrescimento dell'entropia (dell'universo)), per cui può essere che per tutti i sistemi termodinamici in questione l'entropia incrementi.
In questo caso in particolare direi che il sasso dopo un certo tempo si trova ad avere la stessa temperatura del mare (cioè raggiunge uno stato di equilibrio termico con il mare), per cui entrambi subiscono un lieve incremento di temperatura, ammesso che il sistema termodinamico sasso + mare sia adiabatico. Quindi sia il sasso che il mare hanno un incremento di entropia, essendo questa una funzione crescente della temperatura per entrambi, a pressione praticamente costante.
Per le irreversibili risulta che l'entropia dell'universo aumenta (legge di accrescimento dell'entropia (dell'universo)), per cui può essere che per tutti i sistemi termodinamici in questione l'entropia incrementi.
In questo caso in particolare direi che il sasso dopo un certo tempo si trova ad avere la stessa temperatura del mare (cioè raggiunge uno stato di equilibrio termico con il mare), per cui entrambi subiscono un lieve incremento di temperatura, ammesso che il sistema termodinamico sasso + mare sia adiabatico. Quindi sia il sasso che il mare hanno un incremento di entropia, essendo questa una funzione crescente della temperatura per entrambi, a pressione praticamente costante.
no sonoqui, quello che dici è falso. Perchè dici che aumenta l'energia interna di tutto? Del sasso no! La temperatura del sasso diminuisce e quindi in questo processo (benchè irreversibile), l'entropia del sasso diminuisce. ciò non è in contrasto con il II principio della termodinamica perchè quella che non puó diminuire è l'entropia dell'universo e quindi la somma algebrica (che in questo caso diventa una differenza) di tutti i protagonisti della trasformazione. Nel nostro caso i protagonisti sono sasso e mare, non serve tirare in ballo il sole o l'atmosfera.
Lally86 hai fatto giusto, non ti preoccupare.
Lally86 hai fatto giusto, non ti preoccupare.
"sonoqui_":
Quello che hai scritto è valido per trasformazioni termodinamiche reversibili, per cui l'entropia dell'universo si conserva.
Per le irreversibili risulta che l'entropia dell'universo aumenta (legge di accrescimento dell'entropia (dell'universo)), per cui può essere che per tutti i sistemi termodinamici in questione l'entropia incrementi.
In questo caso in particolare direi che il sasso dopo un certo tempo si trova ad avere la stessa temperatura del mare (cioè raggiunge uno stato di equilibrio termico con il mare), per cui entrambi subiscono un lieve incremento di temperatura, ammesso che il sistema termodinamico sasso + mare sia adiabatico. Quindi sia il sasso che il mare hanno un incremento di entropia, essendo questa una funzione crescente della temperatura per entrambi, a pressione praticamente costante.
sonqui, stai aggiungendo entropia a questa discussione!
Tendi a confondere (o se tu hai le idee chiare su questi argomenti tendi a far confondere chi ti legge) il concetto di irreversibilità con entropia.
Va sottolineato poi che se l'entropia di un sistema (il mare in questo caso) diminuisce, questo non preclude il fatto che l'entropia dell'universo aumenti, il sasso infatti in questo caso subirà una variazione di entropia positiva che fa sì che l'entropia dell'universo aumenti, come ci si aspetta.
Non bisogna dimenticare inoltre che la variazione di entropia di un corpo (o di un sistema) si misura SEMPRE considerando una trasformazione reversibile che lo porta dallo stato iniziale al finale, tale trasformazione non ha nulla a che fare con la trasformazione vera (irreversibile in generale) che il corpo compie.
Per chiarire le idee è molto utile il classico esercizio di supporre di avere due oggetti uguali a temperature iniziali diverse e di calcolare la variazione di entropia dell'universo dopo che i due oggetti si siano scambiati calore fino all'equilibrio (supponendoli isolati dal resto del mondo) in maniera irreversibile. Poi ripetere il medesimo problema supponendo lo scambio di calore sia reversibile. Nel secondo caso la risposta è ovvia, ma l'osservazione importante è confrontare la temperatura finale nei due casi traendo qualche conclusione...
@giacor: c'è una variazione dell'energia potenziale delle forze gravitazionali agenti sul sasso e sulla terra, per cui ci deve essere una variazione di qualche altro tipo di energia, per la sua conservazione.
Il sasso nel muoversi nell'acqua urta con le particelle di queste cedendo energia e alla fine del suo percorso urta con il fondo del mare cendendo energia, fino a raggiungere una condizione di energia cinetica nulla, ovvero condizione in cui tutta l'energia potenziale diventa energia di agitazione termica, del sasso, del mare o di quant'altro ci vogliamo mettere.
é vero che il mare potrebbe avere una distribuzione di temperatura sulla sua profondità tale che questa diminuisca significativamente con la profondità, ma questo non esclude che il sistema che si considera come adiabatico, o comunque come avente scambi termici complessivamente nulli con l'ambiente esterno (nel nostro caso sasso + mare) subisca complessivamente un incremento di energia interna. Non ho scritto che incrementano necessariamente energia interna e entropia di tutto, ho scritto "può essere che...".
Il sasso nel muoversi nell'acqua urta con le particelle di queste cedendo energia e alla fine del suo percorso urta con il fondo del mare cendendo energia, fino a raggiungere una condizione di energia cinetica nulla, ovvero condizione in cui tutta l'energia potenziale diventa energia di agitazione termica, del sasso, del mare o di quant'altro ci vogliamo mettere.
é vero che il mare potrebbe avere una distribuzione di temperatura sulla sua profondità tale che questa diminuisca significativamente con la profondità, ma questo non esclude che il sistema che si considera come adiabatico, o comunque come avente scambi termici complessivamente nulli con l'ambiente esterno (nel nostro caso sasso + mare) subisca complessivamente un incremento di energia interna. Non ho scritto che incrementano necessariamente energia interna e entropia di tutto, ho scritto "può essere che...".
@sonoqui
Non entro in merito ai commenti che fai, dico solo che reputo quello che scrivi molto molto fuori tema rispetto alla domanda posta all'inizio..
Suggerisco a lally86 di lasciar perdere quanto scrive sonoqui perché non contribuisce a chiarire le idee sul tema posto.
A lally86 suggerisco invece di riflettere sul problema che propongo nel post precedente, a dire il vero non è molto originale: di sicuro ne avrai qualcuno simile tra i tuoi esercizi, quando lo incontrerai riflettici un po', a me quel problema mi ha chiarito molto le idee quando lo incontrai (notare il passato remoto, sigh).
Non entro in merito ai commenti che fai, dico solo che reputo quello che scrivi molto molto fuori tema rispetto alla domanda posta all'inizio..
Suggerisco a lally86 di lasciar perdere quanto scrive sonoqui perché non contribuisce a chiarire le idee sul tema posto.
A lally86 suggerisco invece di riflettere sul problema che propongo nel post precedente, a dire il vero non è molto originale: di sicuro ne avrai qualcuno simile tra i tuoi esercizi, quando lo incontrerai riflettici un po', a me quel problema mi ha chiarito molto le idee quando lo incontrai (notare il passato remoto, sigh).
In effetti non essendo un'esperta in materia ho fatto un po' difficoltà a seguire dei ragionamenti..comunque credo mi sia abbastanza chiaro il concetto di variazione di entropia di un sistema. In ogni caso GRAZIE a tutti dei consigli!!!
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