Análisis de termoquímica, Diapositivas de Fisicoquímica

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Corso di Fisica

Argomento 11

Termodinamica

Esercizio 11.

L'energia interna di un gas perfetto è:

A) la temperatura del gas

B) la somma delle energie cinetiche e potenziali delle diverse molecole

C) inversamente proporzionale alla temperatura

D) la somma delle energie cinetiche delle diverse molecole

E) nessuna delle altre risposte è corretta

Il lavoro dei gas

L’ambiente compie Il gas compie

lavoro sul gas: lavoro sull’

ambiente

𝑠 Ԧ

𝑠Ԧ

𝑉

0

𝑉

0

𝑉

𝑉

𝑉

0

𝑉

𝑝

0

𝑝

𝑖= 1

𝑁

𝑖

𝑖𝑛𝑡

𝑖

𝑁→∞

𝑉

0

𝑉

𝑉

𝑝

𝑳

Trasformazione isocora

𝑣

𝑣

𝑣

: calore specifico molare a volume costante

Trasformazione isoterma

𝑉

𝐴

𝑉

𝐵

𝑑𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 ln

𝐵

𝐴

𝑇 𝑇

𝑝

𝐴

, 𝑉

𝐴

, 𝑇 →

𝑝

𝐵

, 𝑉

𝐵

, 𝑇

Trasformazione isobara

𝑣

𝑉

𝐴

𝑉

𝐵

𝑝

𝑝, 𝑉

𝐴

, 𝑇

𝐴

→ 𝑝, 𝑉

𝐵

, 𝑇

𝐵

𝑝

: calore specifico molare a pressione costante

Esercizio 11.

Per calcolare il lavoro compiuto da un gas che si espande ad una

pressione costante nota è sufficiente conoscere:

A) il volume iniziale del gas

B) la variazione di volume del gas

C) la massa del gas

D) la variazione di temperatura del gas

E) la velocità di espansione del gas

Calore specifici molari

Alcuni risultati della teoria cinetica dei gas perfetti:

• obbediscono alla relazione di Mayer:
• sono in generale funzione della

temperatura;

• dipendono dal numero di atomi

che compongono la molecola.

𝑝

𝑣

Trasformazione adiabatica

Trasformazione reversibile che avviene senza scambio di calore.

𝑣

𝑖

𝑓

𝛾

𝛾− 1

1 −𝛾

𝛾

Esercizio 11.

Il lavoro necessario per comprimere una mole di gas perfetto ben isolato

termicamente:

A) viene fornito dallo stesso gas

B) è nullo perché non c’è scambio di calore con l’esterno

C) non è mai nullo

D) non può essere espresso in Joule ma in Pascal

E) non dipende dal valore del volume finale a cui si giunge

Trasformazioni cicliche

• Trasformazioni in cui lo stato

termodinamico finale del gas

coincide con quello iniziale.

• Conseguenza: ∆𝑈 = 0
• Il lavoro equivale all’area

delimitata dalla curva chiusa

che rappresenta la trasformazione

nel piano di Clapeyron.

𝒑

𝑽

𝑳

Esercizio 11.

In una trasformazione ciclica reversibile, una macchina termica assorbe

450 kcal da un serbatoio di calore e cede 150 kcal ad un altro serbatoio

di calore a temperatura più bassa. Il rendimento del ciclo è:

A) 1 / 3

B) 2 / 3

C) 3 / 5

D) 1 / 4

E) 3 / 4

Il ciclo di Carnot

1) Espansione isoterma alla

temperatura 𝑇

𝑐

2) Espansione adiabatica

3) Compressione isoterma

alla temperatura 𝑇

𝑓

4) Compressione

adiabatica fino alla

chiusura del ciclo.

η = 1 −

𝑇

𝑓

𝑇

𝑐