[Risolto] Aiutatemi (termodinamica)

P * V = n R T; legge dei gas.

TA = PA * VA /( n R);

TA = 2,00 * 10^5 * 1,00 * 10^-3 /(1 * 8,314) = 24 K;

AB isobara; PA = PB; costante

TB / VB = TA / VA;

TB = TA * VB / VA = 24 * 2,00* 10^-3 / (1,00 * 10^-3) = 48 K;

QAB = Lavoro + DeltaU;

LAB = PA * (VB - VA) = 2,00 * 10^5 * (2,00 - 1,00) * 10^-3 = 200 J;

DeltaU AB = cv * n * (TB - TA) = 3/2 * 8,314 * 1 * (48 - 24);

DeltaU = variazione energia interna, è il calore che si immagazzina nel sistema e non fa lavoro, non fa variare il volume del gas.

cv = calore specifico a volume costante = 3/2 R = 12,271 J/molK.

Delta UAB = 12,471 * 24 = + 299 J =  + 300 J circa;

QAB = 200 + 300 = 500 J, calore = assorbito in AB.

 

BC = isoterma; PC * VC = PB * VB; TC = TB;

Q = L;   DeltaU BC = 0 J; perché T rimane costante.

L = n R TB * ln(VC / VB) = 1 * 8,314 * 48 * ln(4,00/2,00);

 L BC  = 8,314 * 48 * 0,693 =  277 J; lavoro isoterma BC ;

QBC = 277 J;

 

CD isobara;

L CD = PC * (VD - VC);

L CD = 1,00 * 10^5 * (1,00 - 4,00) * 10^-3 = - 300 J; lavoro negativo,

il gas viene compresso dall'esterno;

TD = PD * VD / nR = 1,00 * 10^5 * 1,00 * 10^-3 / 8,314 = 12 K;

DeltaU CD = cv * n * (TD - TC) = 12,471* 1 * (12 - 48) = - 449 J =  - 450 J  circa;

il gas cede calore, si raffredda;

Q ceduto DC = - 300 - 500 = - 800 J

DA = isocora; V = costante;  Lavoro DA = 0 J;

QDA = DeltaU DA = cv * n * (TA - TD);

QDA = 12,471 * (24 - 12)  = + 150 J;  DA calore assorbito;

 

Q assorbito nel ciclo = QAB + QBC + QDA = 500 + 277 + 150 = 927 J;

Q ceduto = QDC = - 800 J;

L ciclo = 200 + 277 - 300 = 177 J, Lavoro utile;

Delta U ciclo = + 300 - 450 + 150 = 0 J.

L'energia interna in un ciclo non deve variare.

Ciao @edoardo_rastelli