Espansione di un gas reale
Questo fatto dell'espansione improvvisa di un gas reale mi lascia qualche dubbio di troppo....
Il seguente problema :
Un cilindro diatermico, munito di pistone libero di scorrere, contiene una mole di gas reale assimilabile ad un gas di van der Waals, ( a= 1,4 l atm l / mol2 e b = 0,04 l / mol ) , che occupa il volume V1 = 1 litro . Improvvisamente il gas viene fatto espandere contro la pressione atmosferica p0 fino al volume V2= 4 litri. Calcolare il calore scambiato dal gas durante l’espansione.
Dunque possiamo ritenere che l'espansione improvvisa di un gas reale abbia variazione di temp. nulla come nei gas ideali? se si il lavoro = calore trasmesso al sistema.
Sapendo la pressione esterna posso dire dL = pe dV? e quindi concludere? Non capisco infine come utilizzare i dati dell'eq. di Van der Waals
grazie
Il seguente problema :
Un cilindro diatermico, munito di pistone libero di scorrere, contiene una mole di gas reale assimilabile ad un gas di van der Waals, ( a= 1,4 l atm l / mol2 e b = 0,04 l / mol ) , che occupa il volume V1 = 1 litro . Improvvisamente il gas viene fatto espandere contro la pressione atmosferica p0 fino al volume V2= 4 litri. Calcolare il calore scambiato dal gas durante l’espansione.
Dunque possiamo ritenere che l'espansione improvvisa di un gas reale abbia variazione di temp. nulla come nei gas ideali? se si il lavoro = calore trasmesso al sistema.
Sapendo la pressione esterna posso dire dL = pe dV? e quindi concludere? Non capisco infine come utilizzare i dati dell'eq. di Van der Waals
grazie
Risposte
Premetto che non ti so rispondere, perchè io di termodinamica so poco.
Facco solo alcune osservazioni.
Tu dici che nell'espansione improvvisa la temperatura non dovrebbe cambiare (nel caso del gas reale come di quello ideale). Secondo me la temperatura non cambia perché il contenitore è diatermico, dunque alla fine il sistema recupera la temperatura facendo entrare calore dall'ambiente, è questo il motivo. Il lavoro compiuto è come hai detto tu, cioè $L=P_e\DeltaV$. Se si trattasse di un gas ideale direi che questo lavoro è uguale al calore assorbito, semplicemente perché l'energia interna del gas dipenderebbe solo dalla temperatura, e quindi resterebbe costante. Nel caso del gas reale invece credo che l'energia interna non dipenda solo dalla temperatura, ma anche da una seconda variabile termodinamica, ad esempio il volume. Dunque per conoscere il calore assorbito bisogna prima sapere se e come è variata l'energia interna del gas fra lo stato iniziale e lo stato finale di pari temperatura. Non so se occorre qui addentrarsi nel campo misterioso delle equazioni di Maxwell o indagare le proprietà residue... oppure se c'è una risposta più semplice. Lascio la porta aperta a contributi più qualificati.
Facco solo alcune osservazioni.
Tu dici che nell'espansione improvvisa la temperatura non dovrebbe cambiare (nel caso del gas reale come di quello ideale). Secondo me la temperatura non cambia perché il contenitore è diatermico, dunque alla fine il sistema recupera la temperatura facendo entrare calore dall'ambiente, è questo il motivo. Il lavoro compiuto è come hai detto tu, cioè $L=P_e\DeltaV$. Se si trattasse di un gas ideale direi che questo lavoro è uguale al calore assorbito, semplicemente perché l'energia interna del gas dipenderebbe solo dalla temperatura, e quindi resterebbe costante. Nel caso del gas reale invece credo che l'energia interna non dipenda solo dalla temperatura, ma anche da una seconda variabile termodinamica, ad esempio il volume. Dunque per conoscere il calore assorbito bisogna prima sapere se e come è variata l'energia interna del gas fra lo stato iniziale e lo stato finale di pari temperatura. Non so se occorre qui addentrarsi nel campo misterioso delle equazioni di Maxwell o indagare le proprietà residue... oppure se c'è una risposta più semplice. Lascio la porta aperta a contributi più qualificati.
Guarda io credo così:
$U_f-U_i= -a/V_(f) + a/V_i$
il lavoro come $p_e (V_f-V_i)$
quindi applico il 1° principio e calcolo il dQ.
Nella U i termini dipendenti dalla temperatura si elidono
Cosa te ne sembra?
$U_f-U_i= -a/V_(f) + a/V_i$
il lavoro come $p_e (V_f-V_i)$
quindi applico il 1° principio e calcolo il dQ.
Nella U i termini dipendenti dalla temperatura si elidono
Cosa te ne sembra?
"brssfn76":
Guarda io credo così:
$U_f-U_i= -a/V_(f) + a/V_i$
Nella U i termini dipendenti dalla temperatura si elidono
Cosa te ne sembra?
Non conosco questa formula, da dove viene? la formula completa dell'energia interna com'è?
Confesso la mia ignoranza sul tema.
bhe si allora è OK
Ti chiedo un'altra cosa
Tu la cinetica dei gas la conosci? io la sto studiando da un po' per l'esame di termodinamica ed ho aperto un topic su un paio di esercizi cui non mi tornano le soluzioni che mi da il libro. Se puoi potresti dirmi il tuo parere? ovviamente se conosci l'argomento altrimenti pazienza.....
ciao e grazie per l'aiuto
Ti chiedo un'altra cosa
Tu la cinetica dei gas la conosci? io la sto studiando da un po' per l'esame di termodinamica ed ho aperto un topic su un paio di esercizi cui non mi tornano le soluzioni che mi da il libro. Se puoi potresti dirmi il tuo parere? ovviamente se conosci l'argomento altrimenti pazienza.....
ciao e grazie per l'aiuto
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