AB = isovolumica (isocora) V costante;
BC = isoterma T costante; TB = TC;
CD = isobara P costante; PC = PD
DA = isoterma TD = TA.
TA = 293 K; TB = 620 K;
Il lavoro dell'intero ciclo è dato dall'area racchiusa dalle quattro trasformazioni.
n = 0,150 mol;
cv = 5/2 R, gas biatomico.
VA = 0,500 L = 0,500 * 10^-3 m^3;
VB = VA;
P V = n R T;
PA = n R TA / VA = 0,150 * 8,314 * 293 / (0,500 * 10^-3) = 7,31 * 10^5 Pa; pressione in A;
PB / TB = PA / TA; legge delle isocore;
PB = PA * TB / TA = 7,31 * 10^5 * 620 / 293 = 15,5 * 10^5 Pa;
TC = TB = 620 K; isoterma;
VC = 1,60 L = 1,60 * 10^-3 m^2; volume in C;
VB = 0,500 * 10^-3 m^3;
PC * VC = PB * VB; legge di Boyle, delle isoterme;
PC = PB * VB / VC;
PC = 15,5 * 10^5 * 0,500 * 10^-3 / 1,60 * 10^-3 = 4,84 * 10^5 Pa ; pressione in C;
PD = PC = 4,84 * 10^5 Pa; isobara.
isoterma DA
PD * VD = PA * VA
VD = PA * VA / PD = 7,31 *10^5 * 0,500 * 10^-3 / 4,84 * 10^5 ;
VD = 0,755 * 10^-3 m^3; (volume in D);
TD = PD * VD / n R = 4,84 * 10^5 * 0,755 * 10^-3 / (0,150 * 8,314);
TD = 386 K;
AB; Lavoro LAB = 0 J; non c'è variazione di volume.
QAB = Delta U = cv n (TB - TA);
DeltaU AB = 5/2 * 8,314 * 0,150 * (620 - 293);
DeltaU AB = 20,785 * 0,150 * 327 = 1020 J; calore assorbito; variazione energia interna.
BC isoterma Q = L; non c'è variazione di energia interna; TB = 620 K
L = n R TBln(VC / VB);
LBC = 0,150 * 8,314 * 620 * ln(1,6 / 0,5) ;
L BC = 0,150 * 8,314 * 620 * ln(3,2)
L BC = 773 ,2 * 1,163 = + 899 J; lavoro isoterma BC = Calore assorbito;
CD isobara; VD = 0,755 * 10^-3 m^3; VC = 1,60 * 10^-3 m^3;
PC = PD = 4,84 * 10^5 Pa;
QCD = L + Delta U;
L CD = PD *(VD - VC);
L CD = 4,84 * 10^5 Pa * (0,755 * 10^-3 - 1,60 * 10^-3);
L CD = 4,84 * 10^-5 * ( - 0,845 * 10^-3),
L CD = - 409 J, lavoro negativo perché il gas viene compresso, diminuisce di volume;
DeltaU = cv n (TD - TC) ; TC = 620 K; TD = 386 K;
Delta U CD = 20,785 * 0,150 * (386 - 620) = - 730 J; il gas si raffredda;
DA isoterma Q = L;
LDA = n R TA ln(VA / VD);
LDA = 0,150 * 8,314 * 293 * ln(0,5 / 0,755) ;
L DA = 365,4 * (- 0,412) = - 151 J; il gas viene compresso, lavoro negativo, calore ceduto.
L ciclo = + 899 - 409 - 151 = 339 J, circa 340 J; lavoro ciclo.
Potenza = L / t; lavoro in un secondo.
Potenza = 340 / 5 = 68 Watt.
Ciao @enjas
