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126) Un numero di Avogadro di molecole di un gas perfetto monoatomico è contenuto in un cilindro a 0°C e press atm. In queste condizioni il gas occupa V=2,24*10^-2m^3.
Spingo un pistone nel cilindro fino a che il volume diminuisce di 2,45*10^-3m^3.
Si calcoli quanto L viene compiuto per spingere il pistone, trascurando la differenza di pressione.
Se il cilindro è isolato dall'esterno, quanto vale Tfinale? Si noti che 12,4 J alzano la T di 1°C: dimostrarlo prima di applicarlo.
E quanto vale la pfin?


[L=25J;Tf=275°K;pfin=1,04N/m^2]

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127) Due moli di un gas perfetto stanno in un recipiente cilindrico di sezione S=100cm^2. Il cilindro è isolato dall'esterno e chiuso da un pistone mobile (no attrito) che ha m=10kg) ed inizialmente si trova in equilibrio.
Pongo un peso di 5kg sul pistone che siabbassa di 5cm fino al nuovo equilibrio.
Quanto vale l'altezza iniziale del pistone ?


[h=1,8m]

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129) In un processo termodinamico una mole di gas perfetto si espande da 1l a 4l assorbendo 600J di calore.
Se la trasformazione è isobara a patm, si calcolino DeltaT e L compiuto sull'esterno.
Perchè dico "sull'esterno"?


[DeltaT=36,5°K;L=144,5J]

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130)2 moli di H biatom a 400K stanno nella metà sinistra di un recipiente che ha vol totale 40l. A destra, seprarata da un setto isolante, ci sono 4 moli di He monoatom a 300K.
Tolgo il setto: in quale direzione avverrà il flusso di gas? Quanto vale la pfin della miscela?


[Da He a H; pfin=4atm circa]

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131) n=1 di gas perfetto passa reversibilmente da 1atm e 1l a 3atm e 3l.
Quanto vale Lgas? Q scambiato dal gas? Disegnare e commentare la trasformazione nel piano di Clapeyron.



[L=404J; Q=1616J]

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132) Un gas monoatomico viene scaldato isobaricamente: quale percentuale del calore assorbito dal gas va ad aumentare la sua energia interna? Quale si trasforma in lavoro?


[40% va in L, 60% in DeltaU]

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133) 2 moli di gas monoatom si espandono adiabaticamente e reversibilmente fino ad un volume triplo. Se Tin=400K, quanto L compie il gas durante l'espansione?


[L=5,18KJ]

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M) Termodinamica III: Cicli dei Gas Perfetti

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134) Un gas ideale viene compresso lentamente a p=2atm=cost da 10l a 2l, poi lo scaldiamo con una trasformazione isocora, infine lo riportiamo alle condizioni iniziali grazie ad un'isoterma.
Si rappresenti il ciclo sul piano di Clapeyron, si calcoli il L totale eseguito dal gas, il flusso di calore totale e la deltaU nelle tre singole trasformazioni.


[Ltot=1,62KJ; Qtot=1,62KJ; DeltaUisoterma=0J; DeltaUisocora=2,42KJ; DeltaUisobara=-2,42KJ]

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135) Ripetere l'esercizio 134 invertendo il senso del ciclo. Cosa cambia?

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136) Un gas si trova in un recipiente cilindrico chiuso da un pistone pobile di sezione S=300 centimetri quadrati.
Diamo calore al gas così si dilata ed il pistone si solleva da h=20cm ad h=30cm. Se p=1atm resta costante, quanto vale L compiuto dal gas?
Rappresentare sul piano di Clapeyron la trasformazione.


[L=0,3KJ]

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137) Un gas perfetto monoatomico compie un ciclo rettangolare da A (alto a sinistra) fino a tornare ad A in senso orario.
Si sa che pD=1atm, pA=3atm, VolD=1l, VolC=4l.
Quanto vale Lciclo? E DeltaU? E Q? Posso usare il metodo del calcolo delle aree?

[L=0,606KJ; DeltaU=0J; Q=0,606KJ; sì]

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138) Ripetere l'esercizio 137 invertendo il senso del ciclo.
Quali considerazioni energetiche posso fare sui sensi orario ed antiorario in un ciclo di un gas perfetto?

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139) 4 moli di ossigeno biatomico occupano 25 litri a 12°C. Comprimo il gas isotermicamente fino a 4litri. Si supponga che l'O2 sia gas perfetto.
Quanto valgono le pressioni del gas all'inizio ed alla fine della trasformazione?
Quanto Lavoro si compie? Da chi?


[p1=0,38N/m^2; p2=2,37N/m^2; Lgas=-17,37KJ]

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140) Come posso, nell'esercizio 139, chiudere il ciclo fisicamente e tornare dallo stato iniziale a quello finale, in modo che la DeltaU totale sia nulla? Quali trasformazioni posso usare? In che ordine?
Si rappresentino almeno 3 cicli con le suddette caratteristiche sul piano di Clapeyron, indicando quali trasformazioni sono state usate ed in che ordine.