Entropia in un ciclo.
Ho le idee un po' confuse su questa ultima parte del programma, potete dirmi se sbaglio qualcosa?
In un ciclo, per calcolare l'entropia del sistema in una SINGOLA trasformazione isobara, isocora, isoterma o adiabatica REVERSIBILE posso utilizzare le varie semplici formule. L'entropia dell'ambiente nella singola trasformazione precedente sarà pari all'opposto (es. $\delta$S(sist)=7000 / $\delta$S(amb)= -7000) ? Così che la variazione di entropia dell'Universo nella singola trasformazione reversibile e di conseguenza anche alla fine di un ciclo reversibile sarà pari a 0 ?
Inoltre, in una trasformazione irreversibile, calcolo l'entropia del sistema considerando che essa è una funzione di stato e quindi calcolandola tramite una trasformazione reversibile. Per calcolare quella dell'ambiente in una trasformazione irreversibile?
Grazie come sempre.
In un ciclo, per calcolare l'entropia del sistema in una SINGOLA trasformazione isobara, isocora, isoterma o adiabatica REVERSIBILE posso utilizzare le varie semplici formule. L'entropia dell'ambiente nella singola trasformazione precedente sarà pari all'opposto (es. $\delta$S(sist)=7000 / $\delta$S(amb)= -7000) ? Così che la variazione di entropia dell'Universo nella singola trasformazione reversibile e di conseguenza anche alla fine di un ciclo reversibile sarà pari a 0 ?
Inoltre, in una trasformazione irreversibile, calcolo l'entropia del sistema considerando che essa è una funzione di stato e quindi calcolandola tramite una trasformazione reversibile. Per calcolare quella dell'ambiente in una trasformazione irreversibile?
Grazie come sempre.
Risposte
"scientificamente":
Ho le idee un po' confuse su questa ultima parte del programma, potete dirmi se sbaglio qualcosa?
In un ciclo, per calcolare l'entropia del sistema in una SINGOLA trasformazione isobara, isocora, isoterma o adiabatica REVERSIBILE posso utilizzare le varie semplici formule. L'entropia dell'ambiente nella singola trasformazione precedente sarà pari all'opposto (es. $\delta$S(sist)=7000 / $\delta$S(amb)= -7000) ?
Sì (a parte che mancano nell'esempio le unità di misura
)"scientificamente":
Così che la variazione di entropia dell'Universo nella singola trasformazione reversibile e di conseguenza anche alla fine di un ciclo reversibile sarà pari a 0 ?
Sì.
"scientificamente":
Per calcolare quella dell'ambiente in una trasformazione irreversibile?
Fai l'integrale $int \frac{delta Q}{T}$ immaginando che il calore sia scambiato con l'ambiente tramite una trasformazione reversibile, ovviamente devi considerare la temperatura dell'ambiente tra prima e dopo la trasformazione (nel caso di trasformazioni irreversibili nella maggior parte dei casi è la stessa, per cui alla fine basta far il rapporto tra calore scambiato durante la trasformazione e la temperatura dell'ambiente).
Ed in un'ipotetica trasf. isobara, isocora o isoterma irreversibile, nel calcolo dell'entropia dell'ambiente quale temperatura considero?
Normalmente ti viene data la temperatura dell'ambiente esterno o al limite la temperatura del corpo con cui è a contatto il sistema (che in pratica è l'ambiente esterno), se non ti viene data e si dice solo che la trasformazione è irreversibile non è possibile procedere.
In questo caso preso da un compito d'esame? Due moli di gas ideale biatomico, inizialmente nello stato A, di volume VA=10 litri e temperatura TA = 0°C, eseguono una trasformazione isoterma reversibile, a contatto con una miscela d’acqua e ghiaccio, fino al volume VB = 4,0 litri. In seguito il gas viene isolato dalla miscela di acqua e ghiaccio e viene riscaldato tramite una resistenza elettrica fino a raggiungere a pressione costante il volume VC = 6,0 l. Quindi, per mezzo di una isoterma reversibile il gas ritorna al volume iniziale e successivamente, tramite un isocora reversibile, ritorna allo stato iniziale. Calcolare per ogni ciclo rendimento e la variazione dell'entropia dell'universo.
Risolvendo la prima parte, trovo che pb = pc = 400 kPa ; Tb = 288 K e Tc = 550 K; Vb = 5000 cm cubi e Vc = 9480 cm cubi. Come calcolo la variazione di entropia dell'ambiente in questa trasf. isobar irreversibile?
Inoltre per calcolare la variazione di entropia del sistema di questa trasf. considero un'isobara (reversibile) fra le stesse temperature ( o fra gli stessi volumi) ?
Risolvendo la prima parte, trovo che pb = pc = 400 kPa ; Tb = 288 K e Tc = 550 K; Vb = 5000 cm cubi e Vc = 9480 cm cubi. Come calcolo la variazione di entropia dell'ambiente in questa trasf. isobar irreversibile?
Inoltre per calcolare la variazione di entropia del sistema di questa trasf. considero un'isobara (reversibile) fra le stesse temperature ( o fra gli stessi volumi) ?
Nella trasformazione isobara irreversibile BC, la temperatura da considerare per il calcolo dell'entropia dell'ambiente sarà 550 K ?
"scientificamente":
Nella trasformazione isobara irreversibile BC, la temperatura da considerare per il calcolo dell'entropia dell'ambiente sarà 550 K ?
Sì sarà la temperatura del punto C, in questo caso infatti l'unico modo per risolvere è considerare che la temperatura della resistenza esterna (di cui calcolare la variazione di entropia) sia pari alla temperatura raggiunta dal gas alla fine del riscaldamento. In ogni caso il testo non è molto ben scritto, andava specificato meglio la modalità con cui la resistenza scalda il gas, leggendo si potrebbe persino assumere che la resistenza si scaldi gradualmente facendo sì che anche l'isobara sia reversibile (l'unico motivo per cui non lo interpreterei così è che si chiede di calcolare la variazione di entropia dell'universo).
Grazie mille, è stato gentilissimo ed anche molto chiaro. A presto!
"scientificamente":
Grazie mille, è stato gentilissimo ed anche molto chiaro. A presto!
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