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[Risolto] Esercizio di fisica termodinamica

  

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Buonasera, qualcuno può aiutarmi con questo problema di fisica spiegando possibilmente i passaggi? Vi ringrazio.

10 moli di gas perfetto vengono compresse reversibilmente con una trasformazione isoterma, da un volume iniziale V_{1}=1 m^3  ad un volume finale V_{2}. Il gas è contenuto in un recipiente a pareti isolanti e può scambiare calore solo con una sorgente che è costituita da una massa di ghiaccio m = 0.1 kg alla temperatura T=0 °C. Calcolare il volume V_{2} per il quale si ha la completa fusione del ghiaccio.
(il calore latente di fusione del ghiaccio è \lambda  = 333.5 J/g).

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Calore latente Lf = 3,335 * 10^5 J/kg;

Q fusione ghiaccio:

Qf = m * Lf = 0,1 * 3,335 * 10^5 = 3,335 * 10^4 J;

Il ghiaccio fonde ricevendo calore dal gas che si espanda a T = 0°C = 273 K. 

In una isoterma:
Q = L= n R T ln(V1/Vo);

n R T ln(V1/Vo) = Q;

Vo = 1 m^3.

 ln(V1/Vo) = Q /(n R T);

ln(V1/1) = 3,335 * 10^4 /(10 * 8,31 * 273);

ln(V1) = 1,47;

V1 = e^1,47 = 4,35 m^3; (volume finale).

Ciao.






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