Termodinamica:calore assorbito
Un recipiente contiene una mole di gas perfetto monoatomico ad una pressione P0=1 atm e volume V0=5 litri. Il gas, mediante scambi termici a volume costante, è portato ad una pressione P1=3 atm e poi, mediante scambi termica a pressione costante, fino ad una temperatura T2=650 K. Qual è il calore Qa complessivamente assorbito?
Risposte
Ciao Elizabeth!
In tanti problemi postati ancora non ho visto un tuo spunto per approcciarli. Per quanto sembri il contrario, matematicamente non è un forum di solutori di esercizi: come il regolamento non manca mai di ricordare, qui si promuove lo scambio culturale.
Non voglio passare per il pesantone di turno, ma sono sinceramente convinto che questo sia l'unico modo per apprendere realmente qualcosa. Quando posti un problema qui e qualcuno te lo risolve, cosa ti resta? Potrai ammirare la bravura del tuo utente-salvatore, ma oltre questo?
Finita la predica, veniamo a noi: qual è il punto in cui ti blocchi? C'è qualcosa che non ti è chiaro sulle trasformazioni in termodinamica?
In tanti problemi postati ancora non ho visto un tuo spunto per approcciarli. Per quanto sembri il contrario, matematicamente non è un forum di solutori di esercizi: come il regolamento non manca mai di ricordare, qui si promuove lo scambio culturale.
1.4 Non è da intendersi scambio culturale la semplice richiesta di risoluzione di un esercizio. Chi pone la domanda deve dimostrare lo sforzo che ha fatto per cercare di risolvere la difficoltà, indicare la strada che ha cercato di intraprendere e in ogni caso indicare aspetti specifici da chiarire.
Non voglio passare per il pesantone di turno, ma sono sinceramente convinto che questo sia l'unico modo per apprendere realmente qualcosa. Quando posti un problema qui e qualcuno te lo risolve, cosa ti resta? Potrai ammirare la bravura del tuo utente-salvatore, ma oltre questo?
Finita la predica, veniamo a noi: qual è il punto in cui ti blocchi? C'è qualcosa che non ti è chiaro sulle trasformazioni in termodinamica?
Innanzitutto, non è vero che non c'è uno spunto, ma scrivo sempre se c'è qualcosa che non mi è chiaro e su cui mi sono bloccata. In questo caso, non ho scritto nulla perché i problemi di termodinamica li trovo particolarmente complessi, pur avendo studiato la teoria, non so come risolverli. Trovo difficoltà e perciò chiedo aiuto. Non c'è bisogno che scrivi la definizione di scambio culturale, l'italiano lo conosco benissimo. Io ho studiato al liceo classico, ero molto brava nelle materie umanistiche, mi sono diplomata con il massimo dei voti e so per prima cosa significhi lavorare pesantemente su qualcosa e sbatterci la testa. Ora sono al primo anno di università e sono iscritta a una facoltà scientifica, farmacia, e dovendo fare l'esame di fisica mi trovo in difficoltà perché al liceo abbiamo fatto poco e niente. Se qualcuno vuole essere gentile,spiegarmi il procedimento e aiutarmi, bene, altrimenti farò da sola, come ho sempre fatto. Non ho bisogno di lezioni di vita.
Mi spiace tu abbia mal interpretato il mio messaggio: non volevo darti lezioni né di vita, né di semantica. Il mio scopo era semplicemente quello di rammentarti il regolamento e di invitarti a rispettarlo. Siamo qui per aiutarci a vicenda, non per dare lezioni a chi si è avvicinato da meno tempo di noi alla fisica o che per altri motivi non ha potuto dedicarvisi.
Il punto, a mio modo di vedere, è molto semplice: sono pronto ad aiutarti, ma per farlo devi permettermi di capire quali siano le tue difficoltà e postando il solo testo del problema non lo fai. Ti invito ad argomentare, a scrivere tutto ciò che sai e che credi possa aiutarti a risolvere il problema, da lì si può costruire qualcosa.
Per ora inizio io dandoti un piccolo input: il problema si risolve applicando il primo principio della termodinamica ($\Delta U = Q-L$) alle due diverse trasformazioni.
Abbiamo una prima trasformazione isocora ed una seconda isobara. L'espressione per la variazione di energia interna la conosci (l'hai scritta nell'altro post), ora bisogna determinare il lavoro. Idee?
Il punto, a mio modo di vedere, è molto semplice: sono pronto ad aiutarti, ma per farlo devi permettermi di capire quali siano le tue difficoltà e postando il solo testo del problema non lo fai. Ti invito ad argomentare, a scrivere tutto ciò che sai e che credi possa aiutarti a risolvere il problema, da lì si può costruire qualcosa.
Per ora inizio io dandoti un piccolo input: il problema si risolve applicando il primo principio della termodinamica ($\Delta U = Q-L$) alle due diverse trasformazioni.
Abbiamo una prima trasformazione isocora ed una seconda isobara. L'espressione per la variazione di energia interna la conosci (l'hai scritta nell'altro post), ora bisogna determinare il lavoro. Idee?
La formula per calcolare il lavoro in termodinamica è: $dL=P*dV$
"Elizabeth":
La formula per calcolare il lavoro in termodinamica è: $dL=P*dV$
Perfetto. In una trasformazione isocora (= a volume costante) quanto varrà la variazione infinitesima di volume $dV$?
Dato che rimane costante, il volume non varia, resta V
E quindi essendo $dV=0$ si avrà anche $dL=0$, ossia in una trasformazione isocora il gas non compie lavoro. E per quella isobara? Dati gli stati A e B, quale sarà il lavoro compiuto dal sistema?
Fatto ciò, avrai espresso tutte le quantità di cui necessiti per calcolare il calore assorbito dal sistema: ti basterà sostituirle nel primo principio ed il gioco è fatto.
Fatto ciò, avrai espresso tutte le quantità di cui necessiti per calcolare il calore assorbito dal sistema: ti basterà sostituirle nel primo principio ed il gioco è fatto.
Elizabeth per non andare contro le regole mi limito a farti un riassuntino 
degli ingredienti che ti servono, perché in un problema come questo devi ragionare chiaramente, come avrai notato in termodinamica è impossibile buttare lì tutte le formule che si ricordano e attendere l'illuminazione osservandole! 
Allora, come ti è stato detto, ti serve il primo principio, devi ricavare il calore quindi occorre calcolare il lavoro e la variazione di energia interna.
Il lavoro, come ha già perfettamente chiarito DelCrossB, è composto da due parti, una per ognuna delle due trasformazioni che esegue in sequenza il gas. Il lavoro si calcola sempre così, considerato che tipo di trasformazione fa il gas, dipende dalla strada seguita per arrivare da uno stato all'altro. Dunque hai l'isocora, lungo la quale il gas non compie lavoro, e poi l'isobara, e per questa hai già scritto la formula che ti serve, la pressione la hai, il volume iniziale pure, devi calcolare il volume finale ma puoi farlo perché conosci pressione e temperatura finali del gas.
La variazione di energia interna vale invece
$ Delta U = nc_v Delta T = 3/2 n R Delta T $
Attenzione che l'ultimo passaggio della catena di uguaglianze vale solo se il gas è monoatomico, altrimenti cambia quel 3/2!
Qui hai tutto, ti serve solo la T iniziale che come al solito calcoli sapendo le altre due variabili dello stato iniziale (pressione e volume).
Spero sia tutto chiaro
degli ingredienti che ti servono, perché in un problema come questo devi ragionare chiaramente, come avrai notato in termodinamica è impossibile buttare lì tutte le formule che si ricordano e attendere l'illuminazione osservandole! Allora, come ti è stato detto, ti serve il primo principio, devi ricavare il calore quindi occorre calcolare il lavoro e la variazione di energia interna.
Il lavoro, come ha già perfettamente chiarito DelCrossB, è composto da due parti, una per ognuna delle due trasformazioni che esegue in sequenza il gas. Il lavoro si calcola sempre così, considerato che tipo di trasformazione fa il gas, dipende dalla strada seguita per arrivare da uno stato all'altro. Dunque hai l'isocora, lungo la quale il gas non compie lavoro, e poi l'isobara, e per questa hai già scritto la formula che ti serve, la pressione la hai, il volume iniziale pure, devi calcolare il volume finale ma puoi farlo perché conosci pressione e temperatura finali del gas.
La variazione di energia interna vale invece
$ Delta U = nc_v Delta T = 3/2 n R Delta T $
Attenzione che l'ultimo passaggio della catena di uguaglianze vale solo se il gas è monoatomico, altrimenti cambia quel 3/2!
Qui hai tutto, ti serve solo la T iniziale che come al solito calcoli sapendo le altre due variabili dello stato iniziale (pressione e volume).
Spero sia tutto chiaro
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