Problema N° 29
Due moli di gas perfetto monoatomico compiono il seguente ciclo di trasformazioni:
AB) compressione isoterma reversibile, dallo stato A (TA 300 K ;
2 3
2 10 m
VA ) allo stato B in cui si è dimezzato il volume;
BC) espansione isobara reversibile, fino allo stato C con VC VA;
CA) trasformazione che chiude il ciclo, in cui si ha una variazione di entropia dell’ambiente pari a Samb CA.( ) 30 J/K.
Determinare:
1) le coordinate termodinamiche dello stato C;
2) se la trasformazione CA è reversibile.
Sapendo inoltre che il lavoro netto compiuto dal gas durante l’intero ciclo vale 2000 J
Ltot , determinare:
3) se la trasformazione CA è isocora;
4) il calore QCA scambiato dal gas durante la trasformazione CA.
Traccia della soluzione
5 2
2 2 8,31 300
2, 49 10 Pa 2 10
A A
A
p RT V
2 2 5
2 4,99 10 Pa 1
2
B A
B A
B A
RT RT
p p
V V
; 2 2 600 K
2
A A
C B C A C A
p p V V T p V T
R
2 ln 2 ln 0,5 11,52 J/K
amb B
AB
A
S R V R
V
5 ln 5 ln 2 28,80 J/K
11,52 28,8 30 12,72 J/K irreversibile
amb C
BC
B amb
tot
S R T R
T S
d 2 ln 2 8,31 300 ln 0,5 3456 J
B B
AB A A
A
L p V RT V V
2 5
1 10 4, 986 10 4986 J
BC C B B 2 A B
L V V p V p
2000 3456 4986 470 0
CA tot AB BC
L L L L
23 3 8, 31 300 600 470 7479 470 7009 J 2
CA CA CA V CA
A C
Q U L nc T L
R T T
