Risoluzione Esercizio Fisica: Ciclo Termodinamico
Salve a tutti, è da molto, moltissimo, tempo che non scrivo in questo forum (il che, solitamente è un bene). Colgo l'occasione per farlo adesso in virtù di alcune difficoltà (o meglio: perplessità) che sto incontrando nella risoluzione di un esercizio di fisica.
Ecco i dati, così riassunti da me:
Massa: 5,00 kg
Materia: Ossigeno
Trasformazione Termodinamica: Ciclo Termodinamico
Trasformazione AB: Isocora
Trasformazione BC: Isobara
Trasformazione CD: Isocora
Trasformazione DA: Isobara
Pa=Pd: 1,50 bar
Pb=Pc: 3,00 bar
Ta: 20,0 °C
Calore Scambiato Trasformazione BC: 3000 kJ
Rappresentazione Ciclo: Rettangolo in Piano (p,v)
Calcola le temperature dei quattro punti.
Mi scuso anticipatamente per non aver utilizzato la scrittura in LaTeX e per non essere riuscito ad inserire una immagine per la trasformazione ciclica. Spero, comunque, di essere stato abbastanza chiaro.
Nella fattispecie non ho bisogno di una completa risoluzione dell'esercizio, ma, più che altro, di una conferma dei risultati da me già trovati; ecco.
Ecco l'immagine:
(L'ho presa da Google, ma è uguale a quella presente sul mio testo).
Ecco i dati, così riassunti da me:
Massa: 5,00 kg
Materia: Ossigeno
Trasformazione Termodinamica: Ciclo Termodinamico
Trasformazione AB: Isocora
Trasformazione BC: Isobara
Trasformazione CD: Isocora
Trasformazione DA: Isobara
Pa=Pd: 1,50 bar
Pb=Pc: 3,00 bar
Ta: 20,0 °C
Calore Scambiato Trasformazione BC: 3000 kJ
Rappresentazione Ciclo: Rettangolo in Piano (p,v)
Calcola le temperature dei quattro punti.
Mi scuso anticipatamente per non aver utilizzato la scrittura in LaTeX e per non essere riuscito ad inserire una immagine per la trasformazione ciclica. Spero, comunque, di essere stato abbastanza chiaro.
Nella fattispecie non ho bisogno di una completa risoluzione dell'esercizio, ma, più che altro, di una conferma dei risultati da me già trovati; ecco.
Ecco l'immagine:
(L'ho presa da Google, ma è uguale a quella presente sul mio testo).
Risposte
Faccio un piccolo UP.
La difficoltà primaria che sto incontrando è nel calcolo della temperatura del punto C.
A rigor di logica dovrei avvalermi del dato sul calore scambiato dallo stato B allo stato C (3000 kJ) e sfruttare la seguente:
$ Q=mc_p*Delta T=mc_p(T_C-T_B) $
in modo tale da potermi calcolare, appunto, la temperatura di C. Il problema è che, considerando questi 3000 kJ come un valore negativo (quindi -3000 kJ) ottengo valori veramente "strani" ed improbabili della temperatura di C.
La difficoltà primaria che sto incontrando è nel calcolo della temperatura del punto C.
A rigor di logica dovrei avvalermi del dato sul calore scambiato dallo stato B allo stato C (3000 kJ) e sfruttare la seguente:
$ Q=mc_p*Delta T=mc_p(T_C-T_B) $
in modo tale da potermi calcolare, appunto, la temperatura di C. Il problema è che, considerando questi 3000 kJ come un valore negativo (quindi -3000 kJ) ottengo valori veramente "strani" ed improbabili della temperatura di C.
Da B a C il calore è positivo
"Vulplasir":
Da B a C il calore è positivo
Scusami, ma non è un calore "in uscita" dal sistema?
Ad occhio e croce ho del lavoro di variazione volume dovuto all'espansione di questo volume; quindi è come se il sistema compisse lavoro sull'ambiente (alias, lavoro positivo). Il calore non dovrebbe avere segno opposto, quindi negativo?
Ad ogni modo, pur con il segno positivo mi troverei valori "sballati" della temperatura Tc.
Il sistema assorbe calore e si espande. Non so cosa intendi per "sballati", magari posta il risultato che ottieni (comunque se per $c_p$ intendi il calore specifico molare, allora l'equazione è $Q=nc_pDeltaT$, dove n è il numero di moli di gas)
"Vulplasir":
Il sistema assorbe calore e si espande. Non so cosa intendi per "sballati", magari posta il risultato che ottieni (comunque se per $c_p$ intendi il calore specifico molare, allora l'equazione è $Q=nc_pDeltaT$, dove n è il numero di moli di gas)
No, con $ c_p $ intendo il calore specifico a pressione costante.
Tra poco inserisco i miei risultati.
Eh ma il calore specifico, che sia a pressione o a volume costante, può essere definito su unità di massa o su unità di mole...
"Vulplasir":
Eh ma il calore specifico, che sia a pressione o a volume costante, può essere definito su unità di massa o su unità di mole...
I dati che mi trovo sono:
Ta = 20 °C
Tb = 313 °C
Tc = 967 °C
Td = 347 °C
Mi sembrano tutti valori troppo alti.
Ho calcolato il valore di Tc sapendo che nella trasformazione BC isobara in questione sussiste il seguente Primo Principio Della Termodinamica:
$ Delta U= Q-L $
dove
$ L = mpDelta v= mp(v_C-v_B) $ con p = cost (da B a C)
e
$ Q= Delta H= mc_pDelta T $
quindi
$ Delta T=(T_C-T_B)= Q/(mc_p)=3000/(5,00*0,917)= 654,3 $
ergo
$ T_C=654,3+T_B=654,3+586,3=1240,6K $
Il procedimento mi pare giusto, eh si valori sono molto alti, saranno scazzati i dati del testo
"Vulplasir":
Il procedimento mi pare giusto, eh si valori sono molto alti, saranno scazzati i dati del testo
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