Problema di termodinamica
Salve, non capisco come il mio testo di Fisica 1 ha risolto questo esercizio:
http://i53.tinypic.com/w00pp0.jpg
http://i54.tinypic.com/35lzy3m.jpg
La pressione totale esterna, e dunque quella interna, è $p_1=149050 Pa$. Inoltre sappiamo che il gas si trova alla temperatura $T_1=290 K$ e che il suo volume in tali condizioni è $V_1=2*10^(-3) m^3$. Dall'equazione di stato dei gas perfetti ho dunque calcolato il numero di moli, pari a $n=0,123 mol$. Quando il gas viene posto in contatto termico con la nuova sorgente a temperatura $T_2=490K$, la temperatura finale di equilibrio deve essere $T_2=490 K$, proprio per definizione di sorgente. Il volume finale si calcola dall'equazione di stato, sapendo che la pressione finale è uguale alla pressione iniziale. Dunque, $V_2=3,38*10^(-3) m^3$. La variazione di altezza del pistone risulta quindi pari a $Deltah=0,0138 m$. La variazione di energia interna, variazione di una funzione di stato, è $DeltaU=n*C_v*DeltaT=309J$. Inoltre, la trasformazione è avvenuta contro la pressione esterna, dunque il lavoro compiuto dal gas è $L=149050 Pa* (3,38*10^(-3) m^3-2*10^(-3) m^3)=205,7J$. Il calore scambiato con la sorgente è $Q=514,7 J$. Nessuno dei seguenti risultati ritorna. Grazie mille.
Il libro dice che la trasformazione è isobara irreversibile
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http://i53.tinypic.com/w00pp0.jpg
http://i54.tinypic.com/35lzy3m.jpg
La pressione totale esterna, e dunque quella interna, è $p_1=149050 Pa$. Inoltre sappiamo che il gas si trova alla temperatura $T_1=290 K$ e che il suo volume in tali condizioni è $V_1=2*10^(-3) m^3$. Dall'equazione di stato dei gas perfetti ho dunque calcolato il numero di moli, pari a $n=0,123 mol$. Quando il gas viene posto in contatto termico con la nuova sorgente a temperatura $T_2=490K$, la temperatura finale di equilibrio deve essere $T_2=490 K$, proprio per definizione di sorgente. Il volume finale si calcola dall'equazione di stato, sapendo che la pressione finale è uguale alla pressione iniziale. Dunque, $V_2=3,38*10^(-3) m^3$. La variazione di altezza del pistone risulta quindi pari a $Deltah=0,0138 m$. La variazione di energia interna, variazione di una funzione di stato, è $DeltaU=n*C_v*DeltaT=309J$. Inoltre, la trasformazione è avvenuta contro la pressione esterna, dunque il lavoro compiuto dal gas è $L=149050 Pa* (3,38*10^(-3) m^3-2*10^(-3) m^3)=205,7J$. Il calore scambiato con la sorgente è $Q=514,7 J$. Nessuno dei seguenti risultati ritorna. Grazie mille.
Il libro dice che la trasformazione è isobara irreversibile

Risposte
[tex]\begin{array}{l}
pV = nRT \\
\\
150350 \cdot 2 \cdot {10^{ - 3}} = n \cdot 8,314 \cdot 290 \\
\\
n = \frac{{150350}}{{8,314 \cdot 290}}{210^{ - 3}} = 0,125 \\
\\
\Delta L = p\Delta V \\
\\
\Delta U = n{c_v}\Delta T \\
\\
\Delta Q = \Delta U + \Delta L = n{c_v}\Delta T + p\Delta V = n{c_v}\Delta T + nR\Delta T = n\left( {{c_v} + R} \right)\Delta T = n\frac{5R}{2}\Delta T \\
\\
\Delta Q = 0,125 \cdot 20,785 \cdot 200 = 519,6J \\
\\
p\Delta L = pS\Delta h = nR\Delta T = 0,125 \cdot 8,314 \cdot 200 \\
\\
\Delta h = \frac{{0,125 \cdot 8,314 \cdot 200}}{{150350 \cdot 0,1}} = 0,0138 \\
\\
\Delta L = nR\Delta T = 0,125 \cdot 8,314 \cdot 200 = 207,8J \\
\\
\Delta U = n{c_v}\Delta T = 0,125 \cdot 1,5 \cdot 8,314 \cdot 200 = 311,8J \\
\\
\end{array}[/tex]
pV = nRT \\
\\
150350 \cdot 2 \cdot {10^{ - 3}} = n \cdot 8,314 \cdot 290 \\
\\
n = \frac{{150350}}{{8,314 \cdot 290}}{210^{ - 3}} = 0,125 \\
\\
\Delta L = p\Delta V \\
\\
\Delta U = n{c_v}\Delta T \\
\\
\Delta Q = \Delta U + \Delta L = n{c_v}\Delta T + p\Delta V = n{c_v}\Delta T + nR\Delta T = n\left( {{c_v} + R} \right)\Delta T = n\frac{5R}{2}\Delta T \\
\\
\Delta Q = 0,125 \cdot 20,785 \cdot 200 = 519,6J \\
\\
p\Delta L = pS\Delta h = nR\Delta T = 0,125 \cdot 8,314 \cdot 200 \\
\\
\Delta h = \frac{{0,125 \cdot 8,314 \cdot 200}}{{150350 \cdot 0,1}} = 0,0138 \\
\\
\Delta L = nR\Delta T = 0,125 \cdot 8,314 \cdot 200 = 207,8J \\
\\
\Delta U = n{c_v}\Delta T = 0,125 \cdot 1,5 \cdot 8,314 \cdot 200 = 311,8J \\
\\
\end{array}[/tex]
"Falco5x":
[tex]\begin{array}{l}
pV = nRT \\
\\
150350 \cdot 2 \cdot {10^{ - 3}} = n \cdot 8,314 \cdot 290 \\
\\
n = \frac{{150350}}{{8,314 \cdot 290}}{210^{ - 3}} = 0,125 \\
\\
\Delta L = p\Delta V \\
\\
\Delta U = n{c_v}\Delta T \\
\\
\Delta Q = \Delta U - \Delta L = n{c_v}\Delta T - p\Delta V = n{c_v}\Delta T - nR\Delta T = n\left( {{c_v} - R} \right)\Delta T = n\frac{R}{2}\Delta T \\
\\
\Delta Q = 0,125 \cdot 4,157 \cdot 200 = 104J \\
\\
p\Delta L = pS\Delta h = nR\Delta T = 0,125 \cdot 8,314 \cdot 200 \\
\\
\Delta h = \frac{{0,125 \cdot 8,314 \cdot 200}}{{150350 \cdot 0,1}} = 0,0138 \\
\\
\Delta L = nR\Delta T = 0,125 \cdot 8,314 \cdot 200 = 207,8J \\
\\
\Delta U = n{c_v}\Delta T = 0,125 \cdot 1,5 \cdot 8,314 \cdot 200 = 311,8J \\
\\
\end{array}[/tex]
Quindi, anche se i calcoli variano di poco, il mio procedimento è corretto? Perchè al libro escono risultati totalmente diversi...
Quali sono i risultati del libro?
Scusa, mi sono accorto di aver sbagliato un segno nei miei calcoli precedenti. Ho corretto.
Ad ogni modo prendendo la soluzione del libro mi fermo al primo risultato; il libro dice [tex]{V_2} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}}{V_1} = 2,83 \cdot {10^{ - 3}}[/tex], mentre a me risulta [tex]{V_2} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}}{V_1} = \frac{{490}}{{290}}2 \cdot {10^{ - 3}} = 3,38 \cdot {10^{ - 3}}[/tex].
Date le premesse mi sembra che ogni calcolo successivo fatto dal libro debba essere sbagliato.
Ad ogni modo prendendo la soluzione del libro mi fermo al primo risultato; il libro dice [tex]{V_2} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}}{V_1} = 2,83 \cdot {10^{ - 3}}[/tex], mentre a me risulta [tex]{V_2} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}}{V_1} = \frac{{490}}{{290}}2 \cdot {10^{ - 3}} = 3,38 \cdot {10^{ - 3}}[/tex].
Date le premesse mi sembra che ogni calcolo successivo fatto dal libro debba essere sbagliato.