Termodinamica
Ragazzi mi aiutate a risolvere o per lo meno a impostare il problema?
Una massa di 70,0 g di aria,contenuta in un sistema pistone-cilindro,occupa inizialmente un volume V1=0,0500 m^3.L'aria subisce una trasformazione ciclica costituita da tre processi quasi statici.Il primo processo avviene a volume costante,con somministrazione di un'energia termica Q12= 30,0 kJ.Nel secondo processo,a pressione costante si ha una riduzione del volume.Infine l'aria viene riportata nelle condizioni iniziali con un'espansione adiabatica ad entropia costante.
Determinare l'energia scambiata come calore e lavoro in ciascuna trasformazione e nell'intero ciclo.(ovviamente siamo in un sistema chiuso)
Per il primo processo è banale,poichè il volume è costante e quindi il lavoro è zero e il calore è un dato del problema(che è uguale alla variazione dell'energia interna);poi avevo pensato di utilizzare l'equazione pv=RT,però non mi porta a niente :S
Una massa di 70,0 g di aria,contenuta in un sistema pistone-cilindro,occupa inizialmente un volume V1=0,0500 m^3.L'aria subisce una trasformazione ciclica costituita da tre processi quasi statici.Il primo processo avviene a volume costante,con somministrazione di un'energia termica Q12= 30,0 kJ.Nel secondo processo,a pressione costante si ha una riduzione del volume.Infine l'aria viene riportata nelle condizioni iniziali con un'espansione adiabatica ad entropia costante.
Determinare l'energia scambiata come calore e lavoro in ciascuna trasformazione e nell'intero ciclo.(ovviamente siamo in un sistema chiuso)
Per il primo processo è banale,poichè il volume è costante e quindi il lavoro è zero e il calore è un dato del problema(che è uguale alla variazione dell'energia interna);poi avevo pensato di utilizzare l'equazione pv=RT,però non mi porta a niente :S
Risposte
up
Ho l'impressione che nel problema manchi un dato (per esempio la temperatura al punto 1), altrimenti non è possibile calcolare i valori delle variabili di stato in tutti i punti.
In ogni caso per la trasformazione 1-2 che è una isocora il lavoro è nullo e la variazione di energia interna coincide col calore scambiato, quindi è possibile calcolare il salto di temperatura tra 1 e 2.
Per quanto riguarda la trasformazione 3-1 essendo una isoentropica reversibile è adiabatica per cui il lavoro scambiato è pari alla variazione di energia interna e poiché in un gas perfetto (credo si possa assumere per l'aria un comportamento da gas perfetto) l'energia interna è funzione solo dalla temperatura il lavoro si trova facilmente se sono note le temperature nei punti 3 e 1 $DeltaU_{31} = m c_v Delta T_{31}$.
Per l'isobara 2-3 il lavora si calcola semplicemente come $p_2DV_{23}$ e il calore scambiato come $m c_p Delta T_{32}$.
Come detto all'inizio però non mi pare possibile calcolare le temperature, i volumi e le pressioni nei vari punti con i dati di cui si dispone.
In ogni caso per la trasformazione 1-2 che è una isocora il lavoro è nullo e la variazione di energia interna coincide col calore scambiato, quindi è possibile calcolare il salto di temperatura tra 1 e 2.
Per quanto riguarda la trasformazione 3-1 essendo una isoentropica reversibile è adiabatica per cui il lavoro scambiato è pari alla variazione di energia interna e poiché in un gas perfetto (credo si possa assumere per l'aria un comportamento da gas perfetto) l'energia interna è funzione solo dalla temperatura il lavoro si trova facilmente se sono note le temperature nei punti 3 e 1 $DeltaU_{31} = m c_v Delta T_{31}$.
Per l'isobara 2-3 il lavora si calcola semplicemente come $p_2DV_{23}$ e il calore scambiato come $m c_p Delta T_{32}$.
Come detto all'inizio però non mi pare possibile calcolare le temperature, i volumi e le pressioni nei vari punti con i dati di cui si dispone.
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