Termodinamica
Preparandomi per l'imminente esame di fisica 2 che nel mio corso tratta solo la termodinamica ho preso in mano un compito di un appello precedente e non sono del tutto sicuro di aver risolto gli esercizi di seguito il primo con la mia soluzione 
La mia soluzione è:
Penso di averlo fatto giusto ma non si sa mai
Un grazie a tutti in anticipo per l'aiuto!
1) In un recipiente cilindrico sono contenute n=10 moli di un gas perfetto alla temperatura T=27 °C, il recipiente è chiuso superiormente da un pistone scorrevole verticalmente con attrito trascurabile. Il pistone è in contatto con l'atmosfera esterna e ha massa m=50Kg e superficie S=1 dm^2. Si calcoli il volume V del gas.
La mia soluzione è:
F = (9,8 m/s^2) x (50Kg) = 490 N
P= F/S = 490/(10^-2) = 49KPa
V = nRT/P = (10 x 8,314 x 300)/49KPa = 0,51 m^3
Penso di averlo fatto giusto ma non si sa mai
Un grazie a tutti in anticipo per l'aiuto!
Risposte
Ciao! Non vorrei sbagliarmi, ma credo che sia da considerare anche la pressione atmosferica; d'altra parte, il pistone è a contatto con l'atmosfera esterna.. Perciò al tuo posto avrei usato la formula di Stevino \(\displaystyle p=patm+mg/S \). Non hai mica a disposizione le soluzioni dell'esercizio? In caso contrario, vediamo se qualcun'altro prova a dare il suo parere e poi ne trarremo le dovute conclusioni ..
..
Ciao ryoga_ag.
Ha ragione Matrix Mate, la pressione cui sono sottoposte le 10 moli di gas è quella atmosferica ($approx 101 kPa$) da sommare a quella dovuta la peso del pistone, che hai calcolato, per un totale di circa $150 kPa$.
@Matrix Mate: la legge di Stevin di solito si invoca per la pressione dovuta a una massa fluida (cosa che il pistone non è) in funzione della profondità.
Ha ragione Matrix Mate, la pressione cui sono sottoposte le 10 moli di gas è quella atmosferica ($approx 101 kPa$) da sommare a quella dovuta la peso del pistone, che hai calcolato, per un totale di circa $150 kPa$.
@Matrix Mate: la legge di Stevin di solito si invoca per la pressione dovuta a una massa fluida (cosa che il pistone non è) in funzione della profondità.
Per Pallit:
Grazie per la precisazione; nel libro, infatti, la legge di Stevino viene spiegata e inclusa nel capitolo di fluidodinamica, ma nella risoluzione di un esercizio in classe la nostra prof. di Fisica (e parlo di docente universitario!) disse che tale legge, cioè proprio con quel nome, si poteva applicare anche in termodinamica.. Cmq, a giudicare dalla qualità dei suoi insegnamenti, credo di gran lunga alle tue parole!
Grazie per la precisazione; nel libro, infatti, la legge di Stevino viene spiegata e inclusa nel capitolo di fluidodinamica, ma nella risoluzione di un esercizio in classe la nostra prof. di Fisica (e parlo di docente universitario!) disse che tale legge, cioè proprio con quel nome, si poteva applicare anche in termodinamica.. Cmq, a giudicare dalla qualità dei suoi insegnamenti, credo di gran lunga alle tue parole!
"Matrix Mate":
Per Pallit:
Grazie per la precisazione; nel libro, infatti, la legge di Stevino viene spiegata e inclusa nel capitolo di fluidodinamica, ma nella risoluzione di un esercizio in classe la nostra prof. di Fisica (e parlo di docente universitario!) disse che tale legge, cioè proprio con quel nome, si poteva applicare anche in termodinamica.. Cmq, a giudicare dalla qualità dei suoi insegnamenti, credo di gran lunga alle tue parole!
Per fluidi si intendono sia i liquidi che i gas. Però in effetti che si usi la legge di Stevino mi sembra strano. Anzi, nel mio libro mi sembra ci sia scritto che per un gas ideale la pressione è la stessa in ogni parte dello stesso (credo si dica "omogenea") (preciso: non costante, "omogenea"!).
Grazie mille della spiegazione!
Ho fatto bene a chiedere qui che se mi capita un esercizio uguale al compito non faccio errori +
Già che ci sono vi propongo un altro esercizio:
La mia soluzione (speriamo giusta)
Scusatemi se è un pò illeggibile
Spero di averlo fatto giusto ma in caso ho sbagliato qualcosa vi sarò molto grato delle spiegazioni
Ho fatto bene a chiedere qui che se mi capita un esercizio uguale al compito non faccio errori
+Già che ci sono vi propongo un altro esercizio:
Un recipiente contenente un gas perfetto biatomico è diviso da un setto fisso in due parti A e B di volumi V(A) = 22.4 litri e V(B) = 44.8 litri.
Ad un certo istante la pressione e temperatura del gas sono p(A) = 6 atm e T(A) = 273 °K in A e p(B) = 3 atm e T(B) = 546 °K in B.
Le pareti esterne del recipiente sono termicamente isolanti mentre il setto separatore è un conduttore termico.
Si calcoli:
a) la temperatura T(finale) del gas quando l'equilibrio termico è stato raggiunto
b) le pressioni p(A) e p(B) del gas all'equilibrio
c) la variazione di entropia (delta)S (non so fare il simbolo delta con la tastiera XD) di tutto il gas contenuto nel recipiente. Commentare il risultato ottenuto.
La mia soluzione (speriamo giusta)
n(A) = PV/RT = (6 x 22,4)/(8,206 x 10^-2 x 273) = 6 mol
n(B) = "stessa formula su" = 3 mol
c(v) = calore specifico molare a volume costante (scusate ma come avrete capito non so fare i pedici) = 5/2 R = 20,79
Q= n x c(v) x (T(f) - T(i))
n(A) x c(v) x (T(f) - T(A)) = - n(B) x c(v) x (T(f) - T(B))
T(f) = ( n(A)T(A) + n(B)T(B) ) / ( n(A) + n(B) ) = 364°K
dato che è una trasformazione isocora (a volume costante)
p(i)/T(i) = p(f)/T(f) ------> p(f) = (p(i) x T(f)) / T(i)
p(Afinale) = 8 atm
p(Bfinale) = 2 atm
Q= nc(v)(deltaT) = 11351,34 J
deltaS(A) = Q/T(A) = 41,58
deltaS(B) = 20,79
deltaS(totale) = 41,58 - 20,79 = 20,79
Scusatemi se è un pò illeggibile
Spero di averlo fatto giusto ma in caso ho sbagliato qualcosa vi sarò molto grato delle spiegazioni
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