La pressione e il volume di un gas perfetto monoa- tomico passano dal punto A al punto B e al punto C come mostrato in figura. Calcola il calore totale coinvolto nel processo e stabilisci se il flusso di calore avviene verso il gas o dal gas.
La pressione e il volume di un gas perfetto monoa- tomico passano dal punto A al punto B e al punto C come mostrato in figura. Calcola il calore totale coinvolto nel processo e stabilisci se il flusso di calore avviene verso il gas o dal gas.
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Livello 0
L'energia interna è funzione di stato. Dipende unicamente dallo stato iniziale e finale A, C.
Essendo A, C su un'isoterma:
DU (A->C) = (3/2)*n*R*DT = 0
Dalla relazione:
DU = Q - L
con: DU = 0 si ricava:
Q(A->C) = L(A-C)
Durante la trasformazione isocora A-B il lavoro è nullo poiché DV=0.
Il lavoro risulta essere negativo durante la compressione isobara da B->C.
L'ambiente in questo caso compie lavoro sul gas, che si raffredda e diminuisce di volume.
Il lavoro per andare da B->C è pari all'area sottesa dalla curva nell'intervallo [VB, VC].
L(B->C) = Area rettangolo = - 0,2*4*10^5 = - 8,0*10^4 j
Per quanto detto in precedenza:
DU(A->C) =0, quindi : L(A->C) =Q(A->C) = - 8,0*10^4 j
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Genius II
Dal grafico possiamo dedurre il lavoro come area sotto la curva. In questo caso l'area è negativa (stai andando verso sinistra).
Dato che A e C si trovano su un'isoterma, quindi hanno la stessa temperatura, sappiamo che la variazione di energia interna tra questi due punti è nulla.
Quindi per il primo principio della termodinamica il calore scambiato dal sistema per andare dallo stato A allo stato C coincide con il lavoro (e quindi con l'area sotto la curva).
Dato che il calore è negativo, questo significa che il sistema cede calore
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Livello 2