La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Determinazione della variazione di energia interna del gas perfetto tra due stati qualsiasi Supponiamo di voler.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Determinazione della variazione di energia interna del gas perfetto tra due stati qualsiasi Supponiamo di voler."— Transcript della presentazione:

1 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Determinazione della variazione di energia interna del gas perfetto tra due stati qualsiasi Supponiamo di voler calcolare la variazione di energia interna tra i due stati i ed f Lenergia interna è una funzione di stato: possiamo usare una qualsiasi trasformazione che connetta lo stato i con f Scegliamo una trasformazione costituita da una isocora, tratto ic, e da una isoterma, tratto cf. U if = U ic + U cf U cf =0 perché lenergia interna del gas perfetto dipende solo dalla temperatura e la temperatura non varia tra c ed f. U ic =Q ic +W ic (W ic =0, volume costante) Q ic =nC V T= nC V (T f -T i ) (numero di moli per il calore specifico molare a volume costante per la variazione di temperatura) U if =nC V (T f -T i )

2 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Gas biatomici La relazione di Mayer Per un gas perfetto PV=nRT H=U(T)+nRT (H(T)) Gas monoatomici

3 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Lequipartizione dellenergia

4 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Gas biatomici I gradi di libertà di una molecola biatomica 3 di traslazione (x,y,z) 2 di rotazione (lungo i due assi perpendicolare alla congiungente i due nuclei 2 di oscillazione (energia cinetica e potenziale) È come se ci fossero delle soglie Solo al di sopra di una certa energia media si attivano i gradi di libertà della rotazione e quelli della oscillazione Comportamento non spiegabile con la meccanica classica

5 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Appli cazio ne Una quantità di gas ideale monoatomico alla temperatura di 10.0°C e a una pressione di 100 kPa occupa un volume di 2.50 m 3. Il gas viene riscaldato a volume costante fino a quando la pressione diventa 300 kPa. Determinare il calore assorbito dal gas e la variazione di energia interna. T T+dT

6 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Appli cazio ne Una quantità di gas ideale biatomico alla temperatura di 0.0°C e a una pressione di 100 kPa occupa un volume di.50 m 3. Il gas viene riscaldato a pressione costante fino a quando il volume raddoppia. Determinare il calore assorbito dal gas, la variazione di energia interna, il lavoro effettuato.

7 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Appli cazio ne Calcolate il lavoro svolto da un agente esterno durante una compressione isoterma di una certa quantità di ossigeno da un volume di 22.4 L alla temperatura di 0.00°C e 1 bar di pressione a un volume di 16.8L.

8 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Appli cazio ne Una certa massa di gas occupa un volume di 4.3 L a una pressione di 1.2 bar e una temperatura di 310 K. Essa viene compressa adiabaticamente fino a un volume di 0.76 L. Determinare la pressione finale e la temperatura finale supponendo che si tratti di un gas ideale per il quale =1.4. Dobbiamo innanzitutto determinare lespressione di una adiabatica reversibile. Troveremo infatti che ladiabatica reversibile vale O una equazione che deriva da questa utilizzando lequazione di stato

9 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Le trasformazioni del gas perfetto: adiabatica reversibile Consideriamo un tratto infinitesimo di adiabatica reversibile

10 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Le trasformazioni del gas perfetto: adiabatica reversibile Sommiamo su tutti i tratti infinitesimi

11 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Appli cazio ne Una certa massa di gas occupa un volume di 4.3 L a una pressione di 1.2 bar e una temperatura di 310 K. Essa viene compressa adiabaticamente fino a un volume di 0.76 L. Determinare la pressione finale e la temperatura finale supponendo che si tratti di un gas ideale per il quale =1.4. L adiabatica reversibile vale

12 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Appli cazio ne In figura sono illustrate le quattro trasformazioni reversibili (isocora, isobara, isoterma ed adiabatica) subite da una certa quantità di gas ideale. Identificate le quattro trasformazioni e poi ordinatele –secondo i valori decrescenti del calore assorbito dal gas –secondo i valori decrescenti del lavoro effettuato dal gas –secondo i valori decrescenti della variazione di energia interna 1 Isobara 2 Isoterma 3 Adiabatica 4 Isocora Secondo valori decrescenti del lavoro effettuato (area al di sotto della trasformazione) –1 Isobara –2 Isoterma –3 Adiabatica –4 Isocora Secondo valori decrescenti della variazione di energia interna U=nC V T –1 Isobara –2 Isoterma –3 Adiabatica, 4 Isocora a pari merito Secondo valori decrescenti del calore assorbito Q= U+W –1 Isobara (Q= U+W) –2 Isoterma (Q=W) –3 Adiabatica, (Q=0) –4 Isocora (Q<0)

13 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Ladiabatica ha una pendenza più elevata della isoterma passante per lo stesso stato Tutte e due le pendenze sono negative Ladiabatica ha una pendenza che è volte quella dellisoterma Ma è maggiore di 1 (C P >C V ) La pendenza delladiabatica in valore assoluto è più grande di quella delladiabatica

14 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Appli cazio ne Un gas monoatomico ideale, a una temperatura iniziale To (in Kelvin) si espande da un volume Vo ad un volume 2Vo per mezzo di uno dei cinque processi indicati nel grafico delle temperature in funzione del volume mostrato in figura. –In quale processo l'espansione è isoterma isobara (pressione costante) adiabatica –Date una spiegazione alle vostre risposte. Isoterma trasformazione AE Isobara trasformazione AC Adiabatica trasformazione AF

15 G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Appli cazio ne Un gas ideale subisce una compressione adiabatica reversibile da P=1.0 bar, V= litri, T=0.0 °C a P= bar, V= litri. Si tratta di un gas monoatomico, biatomico o poliatomico? Qual è la temperatura finale? Quante moli del gas sono presenti? Qual è lenergia cinetica traslazionale per ogni mole prima e dopo la compressione? Il gas è monoatomico


Scaricare ppt "G.M. - Informatica B-Automazione 2002/03 Determinazione della variazione di energia interna del gas perfetto tra due stati qualsiasi Supponiamo di voler."

Presentazioni simili


Annunci Google