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[Risolto] Fisica

  

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10,0 mol di azoto si trovano inizialmente nello stato $A$ e dopo tre trasformazioni rappresentate nel grafico tornano in $A$.

Sapendo che la temperatura nello stato $A$ è $400 K$ e che la trasformazione $A B$ è un'isoterma, determina:
a) il calore scambiato in ogni singola trasformazione;
b) il calore totale scambiato;
c) il lavoro totale eseguito.
SUGGERIMENTO Per calcolare i calori specifici molari, tieni conto che l'azoto è biatomico e ha dei valori sperimentali in ottimo accordo con le previsioni teoriche.
[a) $29100 J ;-67800 J ; 48500 J ;$ b) $9800 J ;$ c) $9800 J ]$

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AB = isoterma;

PB * VB = PA * VA; legge delle isoterme;  T costante;

VB = PA * VA / PB = 2,40 * 10^4 * 1,40 / (1,00 * 10^4);

VB = 3,36 m^3;

TA = PA * VA / (nR) = 2,40 * 10^4 * 1,40/(10 * 8,314);

TA = 404 K;

QAB = L AB = (n R TA) *  ln(VB / VA);

QAB = (10 * 8,314 * 404) * ln(3,36 / 1,40) = 33588,56 * 0,875;

QAB = 29 406 J = LAB =  2,94 * 10^4 J; (calore isoterma, lavoro);

 

QBC = LBC + cv n (TC - TB) ; isobara (QBC = L + DeltaU);

LBC = PC * (VC - VB) = 1,00 * 10^4 * (1,40 - 3,36);

LBC = -1,96 * 10^4 J ; (lavoro isobara BC, lavoro fatto dall'esterno sul gas);

TC = PC * VC / nR = 1,00 * 10^4 * 1,40 / (10 * 8,314);

TC = 168 K; TB = 404 K;

DeltaU = (5/2 * R) * n * (TC - TB) = 20,785 * 10 * (168 - 404)

DeltaU = - 49053 J = - 4,91 * 10^4 J = - 49 000 J;

QBC = -1,96 * 10^4  - 4,91 * 10^4 =  - 6,87 * 10^4 J;

QBC = - 68 700 J; (calore ceduto isobara);

 

QCA = DeltaU = cv * n * (TA - TC); isocora;

LCA = 0 J;

QCA = 5/2 R * 10 * (404 - 168) = 49265 J = + 4,93 * 10^4 J, (calore assorbito, isocora CA);

Q totale = 2,94 * 10^4 + ( - 6,87 * 10^4) + 4,93 * 10^4 = 10000 J;

L = LAB - LBC = 2,94 * 10^4 - 1,96 *10^4 = 0,98 * 10^4 J = 9800 J ; (circa 10000 J).

Ciao  @caro_gang



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SOS Matematica

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