Tre moli di idrogeno subiscono le seguenti trasformazioni termodinamiche:
$\mathrm{A} \rightarrow \mathrm{B}$ compressione isoterma;
$\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C}$ espansione isobara;
$\mathrm{C} \rightarrow \mathrm{D}$ espansione adiabatica;
$\mathrm{D} \rightarrow$ A compressione isobara.
Sono note le seguenti variabili di stato: $\mathrm{V}_{\mathrm{A}}=10 \mathrm{dm}^3 ; \mathrm{P}_{\mathrm{B}}=5 \mathrm{~atm} ; \mathrm{T}_{\mathrm{C}}=200^{\circ} \mathrm{C} ; \mathrm{V}_{\mathrm{D}}=3 \mathrm{~V}_{\mathrm{A}}$.
Determinare:
1. le variabili di stato che caratterizzano ogni stato occupato dal gas [usare come quinta equazione l'equazione della trasformazione adiabatica];
2. il lavoro, gli scambi di calore e la variazione di energia interna durante ogni trasformazione;
3. il rendimento del ciclo termodinamico;
4. il rendimento massimo di una macchina che lavorasse con le sorgenti alla temperatura massima e minima alle quali opera il ciclo;
5. lo stato $\mathrm{D}$, il lavoro e il calore scambiato durante la trasformazione $\mathrm{C} \rightarrow \mathrm{D}$ qualora venga sostituita all'adiabatica una isoterma;
6. il rendimento del nuovo ciclo $\mathrm{ABCD}^{\prime}$.
