Termodinamica
Esercizio 1
Risposte
Per un gas ideale hai la formula \(\displaystyle pV=nRT \). n=1 e la temperatura è un costanto in questo esercizio, dunque
\(\displaystyle p_iV_1=p_f(V_{1}+V_{2}) \)
Ora puoi calcolare \(\displaystyle V_{2} \)...
\(\displaystyle p_iV_1=p_f(V_{1}+V_{2}) \)
Ora puoi calcolare \(\displaystyle V_{2} \)...
Adesso faccio i calcoli ! 
Insomma, qui' abbiamo la Legge di Boyle, si ha una condizione di moli costanti e temperatura costante! Giusto?
Che poi e' chiaro che ho una condizione di pressione iniziale e tutto il quantitativo di gas si trova in questo volume $ V_1 $, poi si ha una condizione di pressione finale per il $ V_1 $ piu' $ V_2 $ !
Ecco qui:
Insomma, qui' abbiamo la Legge di Boyle, si ha una condizione di moli costanti e temperatura costante! Giusto?
Che poi e' chiaro che ho una condizione di pressione iniziale e tutto il quantitativo di gas si trova in questo volume $ V_1 $, poi si ha una condizione di pressione finale per il $ V_1 $ piu' $ V_2 $ !
Ecco qui:
Scusami, ma per il fatto che la temperatura sia costante lo si capisce dalla traccia, giusto? Ma adesso che conosco le moli, come faccio a ricavare la temperatura? Qui' si ha la combinazione della legge di Boyle e le due leggi di Gay-Lussac:
$ (P_i * V_i)/(T_i) = (P_f * V_f)/(T_f) $
E' una condizione Isoterma! Da questa posso ricavare la temperatura finale, giusto??
Solo che il mio dubbio e' che se si tratta di una condizione di temperatura costante, come faccio a ricavare la temperatura dall'equaziine che ho impostato???
$ (P_i * V_i)/(T_i) = (P_f * V_f)/(T_f) $
E' una condizione Isoterma! Da questa posso ricavare la temperatura finale, giusto??
Solo che il mio dubbio e' che se si tratta di una condizione di temperatura costante, come faccio a ricavare la temperatura dall'equaziine che ho impostato???
Per quanto riguarda l'entalpia, ricordo che quando ho studiato chimica, si utlizzava la seguente formula:
$ DeltaE = Q -W $ (Primo principio della dinamica)
Si tratta della quantita' di calore meno il lavoro, e quel meno il lavoro e' dovuto al fatto che si ha un lavoro negativo, cioe' si ha una quantita' di calore fornita e quindi un lavoro verso l'interno del sistema chiuso!
Ma nel caso della traccia, come ricavo la quantita' di calore?
Come faccio a ricavare il lavoro?
Ho pensato a questa:
$ W = int_(v_i)^(v_f) pdv $
Ma solo che questa formula si utilizza per trasformazioni isocore
$ DeltaE = Q -W $ (Primo principio della dinamica)
Si tratta della quantita' di calore meno il lavoro, e quel meno il lavoro e' dovuto al fatto che si ha un lavoro negativo, cioe' si ha una quantita' di calore fornita e quindi un lavoro verso l'interno del sistema chiuso!
Ma nel caso della traccia, come ricavo la quantita' di calore?
Come faccio a ricavare il lavoro?
Ho pensato a questa:
$ W = int_(v_i)^(v_f) pdv $
Ma solo che questa formula si utilizza per trasformazioni isocore
"Bad90":
Scusami, ma per il fatto che la temperatura sia costante lo si capisce dalla traccia, giusto?
Infatti non sono sicuro che la temperatura sia costant. Era una supposizione.
In attesa di fare chiarimenti in merito all'esercizio 1, continuo a risolvere dei quesiti, un ottimo allenamento nell'argomento e' l'ideale!
Quesito 1
Risposta
L'equazione di stato dei gas perfetti, nel caso dell $ He $ , descrive perfettamente la fase gassosa e la fase liquida!
Per portare $ He $ in fase liquida, basta giostrare le condizioni di pressione, temperatura o volume o moli.
La spiegazione e' che se si tratta di un gas aventi caratteristiche di gas Ideale, allora l'equazione di stato puo' soddisfare le condizioni di questo elemento!
N.B. In un gas ideale si ha un elevato coefficiente entropico dovuto alla repulsione degli atomi dell'elemento, un gas non ha volume proprio.
Cosa ne dite della mia risposta?
Risposta
L'equazione di stato dei gas perfetti, nel caso dell $ He $ , descrive perfettamente la fase gassosa e la fase liquida!
Per portare $ He $ in fase liquida, basta giostrare le condizioni di pressione, temperatura o volume o moli.
La spiegazione e' che se si tratta di un gas aventi caratteristiche di gas Ideale, allora l'equazione di stato puo' soddisfare le condizioni di questo elemento!
N.B. In un gas ideale si ha un elevato coefficiente entropico dovuto alla repulsione degli atomi dell'elemento, un gas non ha volume proprio.
Cosa ne dite della mia risposta?
Quesito 2
In questo caso, la risposta corretta e che l'acqua in fase gassosa e solo fase gassosa, riuscira' a soddisfare l'equazione di stato dei gas!
Quindi sia la a) che la b), non sono fattibili!
Io penso cosi' , voi cosa ne pensate????
In questo caso, la risposta corretta e che l'acqua in fase gassosa e solo fase gassosa, riuscira' a soddisfare l'equazione di stato dei gas!
Quindi sia la a) che la b), non sono fattibili!
Io penso cosi' , voi cosa ne pensate????
Quesito 3
Risposta
Si ha un lavoro uguale e contrario, cioè al lavoro che compie il sistema sull’ambiente esterno, ci sarà un lavoro che si oppone a questo. Mi sembra ovvio che il lavoro sia determinato da un fenomeno alla quale un altro fenomeno si oppone.
Accipicchia, vedo che a nessuno interessa la Termodinamica, nessuno mi ha risposto 
Risposta
Si ha un lavoro uguale e contrario, cioè al lavoro che compie il sistema sull’ambiente esterno, ci sarà un lavoro che si oppone a questo. Mi sembra ovvio che il lavoro sia determinato da un fenomeno alla quale un altro fenomeno si oppone.
Accipicchia, vedo che a nessuno interessa la Termodinamica, nessuno mi ha risposto
"Bad90":
Esercizio 1
Il calore scambiato con l'esterno è nullo ed il lavoro compiuto dal recipiente sul gas è pari a zero (non spostandosi il punto d'applicazione delle forze). Dal primo principio hai quindi che $\DeltaU = 0$, ed essendo l'energia interna funzione della sola temperatura, anche $\DeltaT = 0$. La conclusione da qui credo sia semplice.
"Pedofago":
La conclusione da qui credo sia semplice.
E cosa si può concludere
Si ha sicuramente una condizione di temperatura costante, ma come si potrebbe stabilirla
Beh, conosci il numero di moli $n$ e dello stato iniziale conosci pressione e volume ($p_1$ e $V_1$). Dall'equazione di stato dei gas perfetti puoi ricavare la temperatura iniziale $T_1 = (p_1 V_1)/(nR)$ che coincide con quella finale $T_2$ (punto b.).
A questo punto del secondo stato conosci pressione $p_2$ e tempertura $T_2$ e puoi ricavare il volume finale, ossia $V_1+V_2$.
Per l'entropia invece, ricorda che per i gas perfetti è una funzione di stato ...
A questo punto del secondo stato conosci pressione $p_2$ e tempertura $T_2$ e puoi ricavare il volume finale, ossia $V_1+V_2$.
Per l'entropia invece, ricorda che per i gas perfetti è una funzione di stato ...
"Pedofago":
Per l'entropia invece, ricorda che per i gas perfetti è una funzione di stato ...
Una funzione di stato è quando i fenomeni vengono determinati da una condizione iniziale e finale, non si tratta di determinare fasi intermedie, ok, ma in questo caso cosa centra???
"Bad90":
[quote="Pedofago"]
Per l'entropia invece, ricorda che per i gas perfetti è una funzione di stato ...
Una funzione di stato è quando i fenomeni vengono determinati da una condizione iniziale e finale, non si tratta di determinare fasi intermedie, ok, ma in questo caso cosa centra???
[/quote]Dalle considerazioni che abbiamo fatto, sai che la temperatura iniziale e finale del gas coincidono e che quindi lo stato 1 e 2 giacciono su di una isoterma sul piano di Clapeyron... questo ti aiuta in qualche modo?
"Pedofago":
questo ti aiuta in qualche modo?
Scusami, ma non sto capendo!
"Bad90":
[quote="Pedofago"]questo ti aiuta in qualche modo?
Scusami, ma non sto capendo!
[/quote]A partire da queste due considerazioni puoi calcolare la variazione di entropia che cerchi:
- la variazione di entropia è una funzione di stato (= dipende solo dallo stato iniziale e finale);
- lo stato iniziale e finale sono rappresentati da due punti che giacciono sulla stessa isoterma nel piano pV.
Ok, ma penso che esiste una formula, giusto?
Tu dici questo?
Ma quale formula si utilizza nel caso della traccia????
A questo punto non sto proprio riuscendo a rispondere
HELP!!!!
Tu dici questo?
Ma quale formula si utilizza nel caso della traccia????
A questo punto non sto proprio riuscendo a rispondere
HELP!!!!
Quesito 4
Io questo non l'ho proprio capito!
Io questo non l'ho proprio capito!
"Bad90":
Ok, ma penso che esiste una formula, giusto?
Tu dici questo?
Ma quale formula si utilizza nel caso della traccia????
A questo punto non sto proprio riuscendo a rispondere
HELP!!!!
Ciao Bad90, la questione è abbastanza semplice: per quanto possa sembrarti il contrario, dietro le "formule" ci sono dei ragionamenti che, se sviluppati correttamente, ti permettono di risolvere una gamma di problemi molto vasta. Detto questo.. per conoscere la variazione di entropia di un sistema l'unica strada che puoi percorrere è calcolare l'integrale di Clausius, ossia la quantità $int_A^B (\deltaQ)/T$. Ti ricordo però che la variazione di entropia di un sistema corrisponde all'integrale di Clausius solo se la trasformazione lungo cui lo calcoli è reversibile.
"Pedofago":
ossia la quantità $int_A^B (\deltaQ)/T$.
Scusami, ma si tratta del calore specifico??
$C = int_A^B (\deltaQ)/T$
Giusto
Poi, se adesso conosco la temperatura e la pressione, come imposto quell'integrale???
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