Una mole di gas perfetto biatomico si espande
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Una mole di gas perfetto biatomico si espande adiabaticamente (reversibilmente) fino ad occupare un volume doppio di quello iniziale.
Determinare la temperatura finale e il lavoro svolto (dati del problema T1 = 127°C).
Introduzione all’Argomento:
La termodinamica è quella branca della fisica che studia le trasformazioni relative al calore, alla temperatura, al lavoro e all’energia. Fondamentali nella termodinamica sono i concetti di: sistema (ossia qualunque porzione dell’universo oggetto dell’indagine; può essere aperto – scambio di energia e massa con l’ambiente – chiuso – scambio di energia con l’ambiente, ma non la massa – isolato – nessuno scambio di energia e massa con l’ambiente), ambiente, esterno al sistema e universo, costituito dal sistema e dall’ambiente.
Analisi dell’Esercizio:
In questo esercizio mischiamo concetti di termodinamica con altri relativi al lavoro e all’energia. Dobbiamo infatti trovare la temperatura finale e il lavoro di una mole di gas perfetto biatomico che raggiunge il doppio del suo volume iniziale. Per risolvere il quesito è sufficiente ricordare alcune relazioni che legano volume-temperatura (punto 1) e lavoro-energia interna (punto 2). Possiamo infatti esprimere la temperatura finale in funzione del rapporto dei volumi, elevandoli alla y-1. Analogamente, possiamo determinare l’energia interna in funzione della variazione di temperatura e del numero di moli.