Problema di termodinamica
Ciao sono una nuova utente, qualcuno potrebbe aiutarmi a fare questo esercizio? Non so proprio da dove iniziare 
Graziee
Un recipiente cilindrico con pareti diatermiche e base adiabatica è chiuso superiormente da un pistone adiabatico libero di scorrere senza attrito di sezione S = 4 dm^2. Il cilindro è circondato lateralmente da una miscela di acqua e ghiaccio alla temperatura iniziale di 273K. Nel recipiente è contenuta una mole di gas perfetto in equilibrio termodinamico alla pressione di 1.013*10^5 Pa. Si posa sopra il pistone un corpo di massa M provocandone l’abbassamento e la conseguente fusione di una massa di 3 g di ghiaccio. Sapendo che il calore latente di fusione del ghiaccio è 80cal/g, calcolare il valore della massa appoggiata sul pistone.
[182 kg]
Graziee
Un recipiente cilindrico con pareti diatermiche e base adiabatica è chiuso superiormente da un pistone adiabatico libero di scorrere senza attrito di sezione S = 4 dm^2. Il cilindro è circondato lateralmente da una miscela di acqua e ghiaccio alla temperatura iniziale di 273K. Nel recipiente è contenuta una mole di gas perfetto in equilibrio termodinamico alla pressione di 1.013*10^5 Pa. Si posa sopra il pistone un corpo di massa M provocandone l’abbassamento e la conseguente fusione di una massa di 3 g di ghiaccio. Sapendo che il calore latente di fusione del ghiaccio è 80cal/g, calcolare il valore della massa appoggiata sul pistone.
[182 kg]
Risposte
Ciao e benvenuta!
È un problema non impossibile: primo principio e equazione dei gas perfetti in pratica.
Comunque senza un tuo tentativo di soluzione o domande specifiche da regolamento del forum nessuno dovrebbe risolverlo per te.
Io anzi già ho detto troppo...
È un problema non impossibile: primo principio e equazione dei gas perfetti in pratica.
Comunque senza un tuo tentativo di soluzione o domande specifiche da regolamento del forum nessuno dovrebbe risolverlo per te.
Io anzi già ho detto troppo...
All'inizio avevo pensato di usare p*V=n*R*T per trovare il volume iniziale, ma non ne vedo l'utilità...
So che il calore latente è Q=m*lambda e questo posso usarlo per il primo principio, ma il lavoro come posso trovarlo? Dovrei usare forse il lavoro della forza peso? Quindi dovrei conoscere di quando si muove il pistone verso il basso per calcolare il lavoro
So che il calore latente è Q=m*lambda e questo posso usarlo per il primo principio, ma il lavoro come posso trovarlo? Dovrei usare forse il lavoro della forza peso? Quindi dovrei conoscere di quando si muove il pistone verso il basso per calcolare il lavoro
"camaleonte":
[...] Dovrei usare forse il lavoro della forza peso?
Sì...
Sai che la temperatura finale è uguale a quella iniziale quindi sai il lavoro fatto sul gas perchè da primo principio è uguale al calore latente per sciogliere quella quantità di ghiaccio, visto che l'energia interna non varia (perchè dillo tu).
Noto il lavoro puoi vedere come arrivare al risultato richiesto.
Questo è il procedimento che ho utilizzato:
\(\Delta U=0\)
\(\ L=m\cdot \lambda =Q=1004,16J\)
\(\ L=F(peso)\cdot h\)
Non conoscendo però il volume finale da cui ricavare l'altezza non so come fare a trovarla, sto sbagliando qualcosa?
\(\Delta U=0\)
\(\ L=m\cdot \lambda =Q=1004,16J\)
\(\ L=F(peso)\cdot h\)
Non conoscendo però il volume finale da cui ricavare l'altezza non so come fare a trovarla, sto sbagliando qualcosa?
$p_f=(Mg)/S+p_i$
inoltre
$Q equiv L=p_f*(V_i-V_f)$
con $V_f=p_i/p_f V_i$
$V_i=(nRT)/p_i$
continua tu....
inoltre
$Q equiv L=p_f*(V_i-V_f)$
con $V_f=p_i/p_f V_i$
$V_i=(nRT)/p_i$
continua tu....
Grazie Milleee!! Ora ho finalmente capito bene 
Bene!
E' chiaro anche perchè l'energia interna non varia, vero? (Secondo me quella era una delle cose più importanti da notare in questo problema).
E' chiaro anche perchè l'energia interna non varia, vero? (Secondo me quella era una delle cose più importanti da notare in questo problema).
Poichè la trasformazione è isoterma, quindi dT=0, allora anche dU=0 (perchè è funzione della temperatura)
"camaleonte":
Poichè la trasformazione è isoterma, quindi dT=0, allora anche dU=0 (perchè è funzione della temperatura)
Ok, a rigore vale solo se il gas si comporta come un gas perfetto comunque.
Ok grazie 
Mi viene in mente una estensione di questo esercizio, secondo me molto didattica perchè aiuta a fissare le idee su reversibilità e irreversibilità:
calcolare quanto ghiaccio si scioglie nell'ipotesi che il peso venga aggiunto molto gradualmente sul pistone; nel primo caso (l'esercizio originale) e in questo ultimo caso calcolare anche la varizione di entropia dell'universo.
calcolare quanto ghiaccio si scioglie nell'ipotesi che il peso venga aggiunto molto gradualmente sul pistone; nel primo caso (l'esercizio originale) e in questo ultimo caso calcolare anche la varizione di entropia dell'universo.
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