ΔU (AD) = 2400 J;
ΔU = cv n (TD - TA);
cv deve essere in J/molK; R = 8,314 J/molK;
n = 1 mol;
cv = 3/2 R = 3/2 *8,314 = 12,471 J/molK.
Se P è in atm, V in litri, allora R = 0,0822 atmlitri/molK.
TA = PV / nR = 1 * 2 / 0,0821 = 24,4 K;
cv n (TD - TA) = 2400;
cv = 12,471 J/molK.
TD - TA = 2400 / (n * cv);
TD - TA = 2400 / (1 * 12,471) = 192,4 K,
TD = 192,4 + 24,4 = 217 K;
P2 = n R TD /VD = 0,0821 * 217 /6 = 2,97 atm .
Lavoro = area sottostante il grafico delle isobare AB e CD.
Nell'isocora BC il lavoro è 0 J.
L = (4 - 2) * 1 + (6 - 4) * 2,97 = 2 + 5,94 = 7,94 litri atm;
Joule = Pascal * m^3;
Lavoro in Joule: Pressione in Pascal, volume in m^3;
L = 7,94 * (1,013 * 10^5 Pa) * (10^-3 m^3);
L = 7,94 * 101,3 = 804 J;
Q = L + ΔU, 1° principio della termodinamica;
Q = 804 + 2400 = 3204 J.
Ciao @giovanni22222
Giovanni22222 1° principio della termodinamica:
Q = L + DeltaU;
In una isobara: Q = P * DeltaV + DeltaU.
Una parte di calore fa aumentare il volume e fa lavoro, una parte non fa lavoro, non fa aumentare il volume. Per questo si usa cv = 3/2 R.
Delta U = Q - L ; è la variazione di energia interna, è quell'energia che non fa aumentare il volume, non fa lavoro, ma viene immagazzinata dal gas come energia cinetica molecolare. Quindi per calcolare Delta U si usa sempre il calore specifico a volume costante cv = 3/2 R; per avere l'energia e il lavoro in Joule bisogna usare la costante R = 8,314 J/molK.
Se usi R = 0,0821 non vengono i Joule ( che sono Pa * m^3 nel Sistema Internazionale), ma atmosfere * litri, una misura di lavoro non utile nei calcoli.
DeltaU è una funzione di stato, dipende dalla temperatura finale e dalla temperatura iniziale. Se vuoi la variazione di energia interna fra due punti qualsiasi del grafico ti basta conoscere la temperatura finale e la temperatura iniziale, il numero n di moli e per un gas perfetto monoatomico ottieni:
DeltaU = 3/2/R * n * (T fin - Tiniz).
Questo grazie alle leggi di Boltzmann sulla teoria cinetica dei gas.
Se la vuoi in Joule devi usare cv = 3/2 * 8,314;
altrimenti se usi cv = 3/2 * 0,0821 ottieni l'energia in atm * litri.
Per calcolare TA ho usato 0,821 atm litri/molK, perché avevamo la pressione in atmosfere e il volume in litri. R = 0,0821 viene usata dagli ingegneri e tecnici che misurano la pressione in atm perché è molto più pratico. I valori della pressione sono numeri più piccoli, (1 atm; 2 atm,...) si fa prima che con i Pascal dove 1 atm = Po = 1,013 *10^5 Pa.
