Variazione di entropia universo, ciclo reversibile?
Una mole di gas ideale monoatomico si porta dallo stato A, Po(=1.5 bar) allo stato B(Vb=2*10^-2 m^3) tramite una trasformazione reversibile di equazione p=aV, con a=-10^2 bar/m^3 e b=2.5 bar. La successiva trasformazione è isobara, con il gas a contatto termico con una sorgente alla temperatura Tc. Infine, il gas torna nello stato A con una trasformazione reversibile di equazione PV^2=cost. Calcolare il calore scambiato dal gas in un ciclo, il rendim,ento del ciclo, la variazione di entropia dell'universo in un ciclo
bene, scusate ma qui spero abbia sbagliato il libro nel rappresentare il ciclo altrimenti crollano tutte le mie (pochissime) certezze fisiche; ho letto più volte, sia sul libro che in questo forum, che per calcolare la variazione di entropia dell'Universo in un ciclo mi devo andare a calcolare la variazione di entropia del gas e dell'ambiente lungo le trasformazioni irreversibili, poiché in quelle reversibili la variazione di entropia del gas e quella dell'ambiente danno somma nulla, e ho fatto miliardi di esercizi in cui non ho mai calcolato la variazione di entropia lungo quelle reversibili e sono sempre venuti; leggendo il testo mi verrebbe da pensare che BC sia irreversibile, e dalla soluzione mi sembra così, però qui viene rappresentata reversibile; è un errore del libro?
bene, scusate ma qui spero abbia sbagliato il libro nel rappresentare il ciclo altrimenti crollano tutte le mie (pochissime) certezze fisiche; ho letto più volte, sia sul libro che in questo forum, che per calcolare la variazione di entropia dell'Universo in un ciclo mi devo andare a calcolare la variazione di entropia del gas e dell'ambiente lungo le trasformazioni irreversibili, poiché in quelle reversibili la variazione di entropia del gas e quella dell'ambiente danno somma nulla, e ho fatto miliardi di esercizi in cui non ho mai calcolato la variazione di entropia lungo quelle reversibili e sono sempre venuti; leggendo il testo mi verrebbe da pensare che BC sia irreversibile, e dalla soluzione mi sembra così, però qui viene rappresentata reversibile; è un errore del libro?
Risposte
In che senso è rappresentata come reversibile?
E' ovvio che BC è irreversibile: essendo una isobara in cui il gas è tenuto a contatto con una sorgente esterna a T costante, il calore scambiato tra gas e sorgente è scambiato in maniera irreversibile.
E' ovvio che BC è irreversibile: essendo una isobara in cui il gas è tenuto a contatto con una sorgente esterna a T costante, il calore scambiato tra gas e sorgente è scambiato in maniera irreversibile.
perché viene rappresentata col tratto continuo, quindi grazie a dio è un errore del libro
grazie
grazie
Ciao, anche secondo me è un errore del libro. Comunque il problema di distinguere reversibile e quasistatico e di come rappresentare graficamente in modo diverso queste due caratteristiche di un processo è un fatto molto delicato.
Per entrare in dettaglio con l'isobara "irreversibile" mi vengono in mente due osservazioni:
1) mentre il sistema modifica la sua temperatura (maggiore) durante il contatto termico con l'ambiente, l'ambiente invece mantiene costante la propria temperatura (minore). Quindi anche se il processo fosse quasistatico e il sistema passasse attraverso infiniti stati di equilibrio, vi sarebbe globalmente produzione di entropia tra sistema e ambiente, in quanto lo stesso flusso di energia sarebbe uscente dal sistema a temperatura maggiore ed entrante nell'ambiente, che però si trova a temperatura minore. In tal caso l'isobara del sistema sarebbe rappresentabile con una linea continua, pur non essendo reversibile il processo (avremmo una isobara quasistatica irreversibile).
2) in generale nel piano pV non si rappresenta la temperatura (ci vuole una superficie nello spazio pVT) e si può pensare al volume che aumenta in modo continuo, anche se la temperatura non è ben definita durante alcuni tratti del percorso (in tal caso la proiezione di una superficie tratteggiata può essere rappresentata da una linea curva? Io direi di no). L'irreversibilità è data in tal caso dal fatto che non sempre vale l'equazione di stato lungo il percorso, in quanto non sempre è ben definita la temperatura del gas. Per questi stati di non-equilibrio abbiamo bisogno di ipotesi di equilibrio locale oppure della teoria cinetica "alla Boltzmann".
Che ne pensate?
Per entrare in dettaglio con l'isobara "irreversibile" mi vengono in mente due osservazioni:
1) mentre il sistema modifica la sua temperatura (maggiore) durante il contatto termico con l'ambiente, l'ambiente invece mantiene costante la propria temperatura (minore). Quindi anche se il processo fosse quasistatico e il sistema passasse attraverso infiniti stati di equilibrio, vi sarebbe globalmente produzione di entropia tra sistema e ambiente, in quanto lo stesso flusso di energia sarebbe uscente dal sistema a temperatura maggiore ed entrante nell'ambiente, che però si trova a temperatura minore. In tal caso l'isobara del sistema sarebbe rappresentabile con una linea continua, pur non essendo reversibile il processo (avremmo una isobara quasistatica irreversibile).
2) in generale nel piano pV non si rappresenta la temperatura (ci vuole una superficie nello spazio pVT) e si può pensare al volume che aumenta in modo continuo, anche se la temperatura non è ben definita durante alcuni tratti del percorso (in tal caso la proiezione di una superficie tratteggiata può essere rappresentata da una linea curva? Io direi di no). L'irreversibilità è data in tal caso dal fatto che non sempre vale l'equazione di stato lungo il percorso, in quanto non sempre è ben definita la temperatura del gas. Per questi stati di non-equilibrio abbiamo bisogno di ipotesi di equilibrio locale oppure della teoria cinetica "alla Boltzmann".
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