Termodinamica
Esercizio 1
Risposte
Quesito 23
Spiega perché la perdita di possibilità di compiere lavoro in seguito a un processo irreversibile non viola il primo principio della termodinamica.
Risposta.
Il primo principio rende possibile qualsiasi trasformazione, è il secondo principio che giustifica l’impossibilità di una trasformazione.
Spiega perché la perdita di possibilità di compiere lavoro in seguito a un processo irreversibile non viola il primo principio della termodinamica.
Risposta.
Il primo principio rende possibile qualsiasi trasformazione, è il secondo principio che giustifica l’impossibilità di una trasformazione.
"Bad90":
Quesito 20
Quali sono i vantaggi dell’uso di un ciclo come macchina termica? Vi sono svantaggi? Spiega.
Ma che diamine devo rispondere
Risposta
I vantaggi possono essere che si riesce a trasformare caldo in freddo e viceversa. L’unico svantaggio può essere il lavoro sprecato per completare il ciclo e quindi un insieme di cicli.
Vorrei saperlo anch'io, che cosa sta nella testa di chi ha formulato questo quesito.
Una macchina termica, ad esempio un motore a combustione interna, trasforma una forma di energia (quella chimica del combustibile, che prima diventa termica nella combustione) in energia meccanica: il moto rotatorio dell'albero motore.
Il processo avviene secondo un ciclo termodinamico, rispettando le sue leggi ovviamente. Quindi c'è ancora dell'energia nei gas di scarico. E poi una buona parte dell'energia si perde per la inevitabile presenza degli attriti da tutte le parti.
"Bad90":
Quesito 20
Quali sono i vantaggi dell’uso di un ciclo come macchina termica? Vi sono svantaggi? Spiega.
Ma che diamine devo rispondere
Risposta
I vantaggi possono essere che si riesce a trasformare caldo in freddo e viceversa. L’unico svantaggio può essere il lavoro sprecato per completare il ciclo e quindi un insieme di cicli.
Vorrei saperlo anch'io, che cosa sta nella testa di chi ha formulato questo quesito.
Una macchina termica, ad esempio un motore a combustione interna, trasforma una forma di energia (quella chimica del combustibile, che prima diventa termica nella combustione) in energia meccanica: il moto rotatorio dell'albero motore.
Il processo avviene secondo un ciclo termodinamico, rispettando le sue leggi ovviamente. Quindi c'è ancora dell'energia nei gas di scarico. E poi una buona parte dell'energia si perde per la inevitabile presenza degli attriti da tutte le parti.
Ho un dubbio............
Ma se una pallina su un piano inclinato, arriva ad una certa altezza con una velocita', poi inverte direzione e torna indietro fino ad arrivare al punto di arrivo, bene, e' giusto dire che la velocita' si annulla dopo il percorso di andata e ritorno? Insomma, nel cambio di direzione, si ha una velocita' che per un istante si annula, poi inverte la sua direzione per poi andare a fermarsi! Allora quando si annulla completamente?
Ma se una pallina su un piano inclinato, arriva ad una certa altezza con una velocita', poi inverte direzione e torna indietro fino ad arrivare al punto di arrivo, bene, e' giusto dire che la velocita' si annulla dopo il percorso di andata e ritorno? Insomma, nel cambio di direzione, si ha una velocita' che per un istante si annula, poi inverte la sua direzione per poi andare a fermarsi! Allora quando si annulla completamente?
Quando si ferma.
"navigatore":
Quando si ferma.
Perfetto, allora in questi casi centra anche il principio di conservazione dell'energia!
Che vuoi dire ? La pallina si ferma proprio perchè l'energia non si conserva.
"navigatore":
Che vuoi dire ? La pallina si ferma proprio perchè l'energia non si conserva.
Ma se consideri il percorso di andata e ritorno?
Ripeto la domanda : che cosa pensi?
Qualunque pallina "reale", in un moto "reale", perde energia per l'attrito volvente col piano e con l'aria, e prima o poi si ferma. La pallina reale non è un corpo rigido e si deforma, il piano neanche è rigido e si deforma. L'aria oppone resistenza al moto....l'energia si dissipa.
Qualunque pallina "reale", in un moto "reale", perde energia per l'attrito volvente col piano e con l'aria, e prima o poi si ferma. La pallina reale non è un corpo rigido e si deforma, il piano neanche è rigido e si deforma. L'aria oppone resistenza al moto....l'energia si dissipa.
"navigatore":
Ripeto la domanda : che cosa pensi?
Qualunque pallina "reale", in un moto "reale", perde energia per l'attrito volvente col piano e con l'aria, e prima o poi si ferma. La pallina reale non è un corpo rigido e si deforma, il piano neanche è rigido e si deforma. L'aria oppone resistenza al moto....l'energia si dissipa.
Si trattava di un caso ideale! Se consideri le dissipazioni e' ovvio cio' che dici
Ma se io sono in ascensore che va su con una accelerazione di $ a= 2m/s^2 $ e mi peso dentro l'ascensore con una bilancia a molla che mi dice $ 100kgp $ , quanto dovrei pesare sulla terra ferma?
"Bad90":
Ma se io sono in ascensore che va su con una accelerazione di $ a= 2m/s^2 $ e mi peso dentro l'ascensore con una bilancia a molla che mi dice $ 100kgp $ , quanto dovrei pesare sulla terra ferma?
Immagina un corpo di massa \(m\) in un ascensore che sale o scende con una certa accelerazione. Sullo stesso corpo agiscono forza peso e reazione vincolare normale al pavimento dell'ascensore. Quindi applico la \(II\) legge della dinamica del punto
\[\vec{N}+\vec{P}=m\vec{a}\]
Ora utilizziamo un sistema di riferimento con asse \(y\) per esempio rivolto verso l'alto e proiettiamo l'equazione lungo lo stesso, distinguendo i casi in cui \(\vec{a}\) è concorde all'asse o discorde e i casi in cui il suo modulo sia minore o maggiore del modulo di \(\vec{g}\).
Adesso continua tu.
Aggiungi anche il caso in cui \(a=g\)
Ho pensato di fare in questo modo:
$ ma = mg -N $
$ N = m(g-a) $
$ N = 100kg(9.81m/s^2-2m/s^2)= 781N $
Sulla terra sarà:
$ (781N)/9.81m/s^2 = 79.61kg $ (Peso sulla terra)
Ma perchè il testo mi dice $ 83kg $
$ ma = mg -N $
$ N = m(g-a) $
$ N = 100kg(9.81m/s^2-2m/s^2)= 781N $
Sulla terra sarà:
$ (781N)/9.81m/s^2 = 79.61kg $ (Peso sulla terra)
Ma perchè il testo mi dice $ 83kg $
Prima di usare i numeri (COME TI HO SEMPRE DETTO!!!) cerca di comprendere prima cosa succede da un punto di vista fisico (ti devo aiutare a capire non correggere l'esercizio):
innanzitutto osserviamo che la reazione vincolare normale al piano, esprime la risposta del piano al contatto tra il tuo corpo e lo stesso piano a causa dell'interazione gravitazionale che esiste tra te e la terra. Ora il suo modulo varierà di intensità in base all'intensità con la quale il tuo corpo spinge sul piano.
DIstinguiamo i diversi casi:
\(1)\) supponiamo che \(\vec{a}\) sia opposta a \(\vec{g}\) (ricorda abbiamo usato l'asse \(y\) orientato verso l'alto), e questa condizione la puoi avere o perchè sali accelerando o perchè scendi frenando
\[N=m(g+a)\]
quindi osservi che sia per \(a\geq g\) che per \(0mg\) cioè avrai una sensazione di aumento del peso.
\(2)\) supponiamo che \(\vec{a}\) sia concorde a \(\vec{g}\), questa condizione la puoi avere o perchè sali frenando o perchè scendi accelerando
\[N=m(g-a)\]
adesso invece osservi che se \(ag\) la reazione \(N\) risulterebbe essere negativa (cioè diventerebbe una forza che ti attira al pavimento il che non ha senso).
Questo significa che quando \(N\) è negativa sei "staccato" dalla base dell'ascensore, perchè ricordati la condizione di contatto tra due corpi è \(N>0\).
innanzitutto osserviamo che la reazione vincolare normale al piano, esprime la risposta del piano al contatto tra il tuo corpo e lo stesso piano a causa dell'interazione gravitazionale che esiste tra te e la terra. Ora il suo modulo varierà di intensità in base all'intensità con la quale il tuo corpo spinge sul piano.
DIstinguiamo i diversi casi:
\(1)\) supponiamo che \(\vec{a}\) sia opposta a \(\vec{g}\) (ricorda abbiamo usato l'asse \(y\) orientato verso l'alto), e questa condizione la puoi avere o perchè sali accelerando o perchè scendi frenando
\[N=m(g+a)\]
quindi osservi che sia per \(a\geq g\) che per \(0
\(2)\) supponiamo che \(\vec{a}\) sia concorde a \(\vec{g}\), questa condizione la puoi avere o perchè sali frenando o perchè scendi accelerando
\[N=m(g-a)\]
adesso invece osservi che se \(a
Questo significa che quando \(N\) è negativa sei "staccato" dalla base dell'ascensore, perchè ricordati la condizione di contatto tra due corpi è \(N>0\).
Quindi ho fatto bene?!?!?
"Bad90":
mi peso dentro l'ascensore con una bilancia........ quanto dovrei pesare sulla terra ferma?
"Bad90":
$ (781N)/9.81m/s^2 = 79.61kg $ (Peso sulla terra)
Ma perchè il testo mi dice $ 83kg $
Il peso di un corpo è dato dal prodotto tra la massa del corpo e l'accelerazione di gravità (dipendente dal pianeta) a cui è soggetto. Quando vai sulla bilancia non ti "pesi" ma misuri la tua massa (infatti la esprimi in \(kg\) mentre il peso è una forza e la esprimi in \(N\) o \(kgp\)).
Altro consiglio: alla luce della spiegazione che ti ho fatto, siccome stai accelerando salendo avrai una sensazione di aumento del peso cioè rispetto al suolo, la tua bilancia darà una lettura maggiore.
"Bad90":
Quindi ho fatto bene?!?!?
No hai toppato
prova ancora
Tu sai che sull'ascensore hai misurato un certo peso \(\vec{P'}\) che corrisponde in modulo al valore del modulo della reazione vincolare \(N=100\ kgp=980\ N\), quindi con semplice algebretta
\[P'=N=m(g+a)\hspace{1 cm}\Rightarrow\hspace{1 cm}m=\frac{N}{g+a}\hspace{1 cm}\Rightarrow\hspace{1 cm}m=83\ kg\]
Osserva che il tuo peso sull'ascensore e a terra è uguale rispettivamente a
\[P'=980\ N\hspace{2 cm}P=815\ N\]
cioè rispetto al suolo (ascensore fermo) hai effettivamente avuto la sensazione di aumento del peso.
\[P'=N=m(g+a)\hspace{1 cm}\Rightarrow\hspace{1 cm}m=\frac{N}{g+a}\hspace{1 cm}\Rightarrow\hspace{1 cm}m=83\ kg\]
Osserva che il tuo peso sull'ascensore e a terra è uguale rispettivamente a
\[P'=980\ N\hspace{2 cm}P=815\ N\]
cioè rispetto al suolo (ascensore fermo) hai effettivamente avuto la sensazione di aumento del peso.
Sono un' imbecille 
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