Termodinamica T070 – Problemi di Fisica
Termodinamica T070 – Problemi di Fisica
Una serie di problemi di Fisica risolti durante le ripetizioni date a studenti delle superiori e del primo anno di università di varie facoltà, presi da vari testi scolastici e tracce. Termodinamica T070 è un problema di difficoltà media.
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Traccia del problema sulla Termodinamica T070
Un gas esegue il ciclo mostrato in figura, compiendo le seguenti trasformazioni:
A→B : trasformazione a volume costante;
B→C : trasformazione a temperatura costante;
C→D : trasformazione a volume costante;
D→A : trasformazione a pressione costante.
Di seguito i valori della pressione del volume in alcuni stati: VA = 0,30 × 10-3 m3; pB = 0,80 × 10-5 Pa; pC = 0,30 × 10-5 . Calcolare il volume nello stato D.
Dati:
VA = 0,30 × 10-3 m3; pB = 0,80 × 10-5 Pa; pC = 0,30 × 10-5 Pa
Termodinamica T070 – Problemi di Fisica
Soluzione:
Il problema è composto in realtà da quattro sotto-problemi. In ogni punto del grafico cerchiamo di usare le leggi della termodinamica corrette e di quantificare sempre Volume e Pressione, se possibile.
A→B : trasformazione a volume costante → seconda legge di Gay-Lussac.
VA= 0,30 × 10-3 m3
pA = pB (1+αΔT) con α=1/273 °C −1
VB= 0,30 × 10-3 m3
pB = 0,80 × 10-5 Pa
B→C : trasformazione a temperatura costante → legge di Boyle.
VB= 0,30 × 10-3 m3
pB = 0,80 × 10-5 Pa
VC = (pB × VB ) / pC =
= (0,80 × 10-5) × (0,30 × 10-3 ) / (0,30 × 10-5) =
= 0,08 × 10-3 m3
pC = 0,30 × 10-5
C→D : trasformazione a volume costante → seconda legge di Gay-Lussac.
VC= 0,08 × 10-3 m3
pC = 0,30 × 10-5
VD = 0,08 × 10-3 m3
pD = pC (1+αΔT) con α=1/273 °C −1
D→A : trasformazione a volume costante → prima legge di Gay-Lussac.
VD = 0,08 × 10-3 m3
pD = pC (1+αΔT) con α=1/273 °C −1
VA= 0,30 × 10-3 m3
pA = pB (1+αΔT) con α=1/273 °C −1
Dalla terza trasformazione abbiamo trovato la risposta al quesito: in D il volume è :
VD = 0,08 × 10-3 m3 .
E questo è quanto.
Link utili:
- Le trasformazioni termodinamiche (Wikipedia)
