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problema di fisica, ho bisogno di aiutooo 😥 😥

  

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 un gas perfetto monoatimico si trova all'interno di un cilindro verticale dotato di pistone mobile. il pistone è privo di attriti, ha una massa trascurabile r un'area di 3,14x10^-2 m^2. La pressione all'esterno è di 101000 Pa e il gas cede 2093 J di calore. Di quanto si abbassa il pistone? 

(risposta: o,264m) 

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TRASFORMAZIONE ISOBARA : il gas cede calore. Volume (dh<0) e temperatura diminuiscono 

IMG 20231127 182404
Screenshot 20231127 182202

Variazione dh= 0,264 m

Il pistone si abbassa come la temperatura. 



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Per risolvere questo problema, possiamo utilizzare la legge dei gas ideali e considerare il lavoro compiuto dal gas quando il pistone si abbassa. Il lavoro è dato da:

\[ W = P \cdot A \cdot d \]

dove:
- \( W \) è il lavoro compiuto dal gas,
- \( P \) è la pressione esterna,
- \( A \) è l'area del pistone,
- \( d \) è la variazione della posizione del pistone.

La variazione dell'energia interna del gas è data dal calore ceduto:

\[ \Delta U = Q - W \]

Dove:
- \( \Delta U \) è la variazione dell'energia interna,
- \( Q \) è il calore ceduto,
- \( W \) è il lavoro compiuto dal gas.

Nel caso di una variazione isotermica (in cui la temperatura del gas rimane costante), il calore ceduto è uguale al lavoro compiuto. Quindi:

\[ \Delta U = 0 \]

\[ Q - W = 0 \]

\[ Q = W \]

Possiamo quindi riscrivere l'equazione del lavoro come:

\[ Q = P \cdot A \cdot d \]

Ora possiamo risolvere per \( d \):

\[ d = \frac{Q}{{P \cdot A}} \]

Sostituendo i valori noti:

\[ d = \frac{2093 \, \text{J}}{{101000 \, \text{Pa} \cdot 3.14 \times 10^{-2} \, \text{m}^2}} \]

Calcolando:

\[ d \approx 0.264 \, \text{m} \]

Quindi, il pistone si abbassa di circa \(0.264 \, \text{m}\).

Dovrebbe essere corretto. Ciao!

@newton ...ipse dixit 👍👍



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P = 101 000 Pa;

Area = 3,14 * 10^-2;

Delta V = variazione di volume:

Delta V = Area * h;

L = P * Delta V = P * Area * h;

P * Delta V = n R DeltaT

Q ceduto = - 2093 J;

Q = L + DeltaU; 1° principio della termodinamica;

Qceduto è negativo, il lavoro (P * DeltaV) e Delta U (3/2 n R DeltaT), sono negativi;

 

- 2093 = - P * DeltaV - 3/2 n R DeltaT;

2093 =  n R DeltaT + 3/2 n R DeltaT;;

2093 = 5/2 n R DeltaT;

2093 = 5/2 P * DeltaV

 

Delta V = 2093/ P * 2/5 ; 

Area * h = (2093 / 101 000) * 2/5  = 8,3 * 10^-3 m^3

h = 8,3 * 10^-3 / (3,14 * 10^-2),

h = 0,264  m = 26,4 cm.

Ciao @matilde_venturi

 

@mg 👍👍



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