Un cilindro chiuso da un pistone a tenuta e scorrevole contiene 5.00 mol di gas perfetto monoatomico. Il sistema inizalmente si trova alla pressione 1,00 atm e alla temperatura di 300 Kelvin, quando un aumenta di temperatura ne fa raddoppiare il volume . La trasformazione avviene a pressione costante. Calcola:
Il lavoro compiuto a gas.
La variazione di energia interna.
Il calore assorbito.
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Livello 0
Trasformazione isobara:
P = costante = 1,00 atm = 1,013 * 10^5 Pa;
Volume e temperatura sono direttamente proporzionali;
Vo / To = V1 / T1;
Po * Vo = n R To;
Vo = n R T / P = 5,00 * 8,314 * 300 / (1,013 * 10^5) = 0,123 m^3;
V1 = 2 Vo = 0,246 m^3;
anche la temperatura raddoppia;
T1 = 2 To = 600 K;
cp = calore specifico a pressione costante = 5/2 R = 5/2 * 8,314 = 20,785 J/molK
Q assorbito = cp * n * (T1 - To); (calore)
Q assorbito = 20,785 * 5,00 * (600 - 300) = 31178 J = 3,12 * 10^4 J;
Lavoro:
L = P * (V1 - Vo) = 1,013 * 10^5 * (0,246 - 0,143);
L = 14486 J = 1,45 * 10^4 J; (lavoro dovuto all'espansione isobara).
DeltaU = Q - L ;
DeltaU = 3,12 * 10^4 - 1,45 * 10^4 = 1,8 * 10^4 J. (Variazione di energia interna).
Delta U si può calcolare anche:
Delta U = 3/2 * R * (T1 - To) = 12,471 * 5,00 * (600 - 300) = 1,87 * 10^4 J.
Ciao @ab-3
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