Termodinamica

[NetFlyer77]

caso a) 10 g di acqua vengono riscaldati da 15 a 30 gradi e contemporaneamente mescolati con una paletta che per attrito cede al liquido 550J. calcolare la variazione di energia interna.
caso b) 200g di acqua vengono raffrreddati da 85 a 45 gradi e contemporaneamente mescolati con una paletta che per attrito cede al liquido 1550J. calcolare la variazione di energia interna.
Avrei bisogno che qualcuno mi confermi se faccio bene:
caso a) Q=10*4.18*15=630J positivo perchè ceduto all'acqua
L=-550J negativo perchè l'acqua subisce lavoro
DeltaU=Q-L=630J+550J=1180J
Caso b) Q=-200*4.18*40=-3.35*10^4J negativo perchè il calore viene perso dall'acqua
L=-1550J negativo perchè l'acqua subisce lavoro
DeltaU=Q-L==-3.35*10^4J+1550J=-3.2*10^4J

Sbaglio qualcosa? Qualche segno? Il lavoro è quellom che compie la paletta per agitare l'acqua?

[kinder1]

Si, sbagli, sei caduto nel trabocchetto. Non ti viene chiesto di calcolare il calore scambiato, ma la variazione di energia interna. Quest'ultima è una funzione di stato.

[NetFlyer77]

Quindi? Lo stato non cambia?

[kinder1]

"NetFlyer77":Quindi? Lo stato non cambia?

Secondo te quali sono le variabili di stato per questo problema? E' da quelle che dipende l'energia interna.

[NetFlyer77]

la pressione rimane costante, il volume pure, ma la temperatura cambia, quindi lo stato cambia, e da DeltaU=Q-L mi ricavo la variazione di energia interna. Non saprei dimmi tu in cosa sbaglio.

[kinder1]

prova ad immaginare l'acqua come fluido incomprimibile (in prima approssimazione): da cosa dipende l'energia interna? E come?
Suggerimento: usa il primo principio.

[NetFlyer77]

Se il fluido è incomprimibile vuol dire che non posso fare lavoro su di esso? Quindi la variazione di energia interna è solo dovuta allo scambio da calore con l'esterno? Vuoi dire questo?

[.Pupe.1]

Come ha tentato di farti dire in tutti i modi kinder l'energia interna è una funzione di stato, dipendente quindi dai parametri di stato del sistema. Non importa se l'attrito ha fornito calore all'acqua, il dato che ha importanza ai fini della soluzione è che la temperatura varia di x gradi.
P.

[NetFlyer77]

Ma per un gas perfetto l'energia interna dipende dalla temperatura U=(3/2)*n*K*T, anche per un liquido? In questo caso sarebbe 7/2 per l'acqua che è una molecola triatomica?

[GIOVANNI IL CHIMICO]

L'acqua liquida non è un gas perfetto, non diciamo corbellerie.
Il cp dell'acqua a temperatura ambiente è 1 kcal/kg K.

[Sk_Anonymous]

La soluzione di Netflyer era corretta ha utilizzato il primo principio della termodinamica.

Se il fluido è incomprimibile vuol dire che non posso fare lavoro su di esso? Quindi la variazione di energia interna è solo dovuta allo scambio da calore con l'esterno? Vuoi dire questo?

Se il fluido è incomprimibile non può scambiare lavoro con una compressione o espansione, ma se è viscoso può assorbire lavoro per attrito... fai attenzione che la formula $int(p*dV)$ non esprime il lavoro generico scambiato dal fluido ma quello scambiato in una trasformazione quasi statica... nel caso delle palette la trasformazione non è quasi statica, la pressione e la temperatura non sono uniformi in tutto il fluido.