Travagliu fattu in i prucessi termodinamichi - prublemi è suluzioni

Travagliu fattu in i prucessi termodinamichi - prublemi è suluzioni

1. Un gas ideale hè cumpressu da u statu 1 à u statu 2 cum'è mostratu in u graficu quì sottu. Determinate u travagliu fattu da u gas.

Vergogna à tè

1 litru = 0.001 ^m³

Cunnisciutu:

Pressione 1 (P1 ₎ = 10 kPa = 10,000 Pa = 10,000 N/ ^m2

Pressione 2 (P2 ₎ = 20 kPa = 20,000 Pa = 20,000 N/ ^m2

Volume 1 (V ₁ ) = 4 litri = 4 (0.001 m ³ ) = 0.004 m ³

Volume 2 (V ₂ ) = 10 litri = 10 (0.001 m ³ ) = 0.010 m ³

Cercatu : U travagliu fattu da u gasu (W)

Soluzione:

W = P (V₂ _– V₁ ₎ + 1/2 ( _P₂ – _P₁ )( _V₂ – _V₁ )

W = 10 000 (0.010-0.004) + 1/2 (20 000-10 000) (0.010-0.004)

W = 10 000 (0.006) + 1/2 (10 000) (0.006)

W = 10 000 (6) + 1/2 (10 000) (6)

W = 60 + 1/2 (60)

W = 60 + 30

W = 90 Joule

2. Determinate u travagliu fattu da u gasu in u prucessu abcda, cum'è mostratu in u graficu quì sottu.

Cunnisciutu:

Pressione 1 (P₁) = 1 x 10⁵ Pa = 1 x 10⁵ N / m²

Pressione 2 (P2 ₎ = 3 x 105 ^Pa = 3 x 105 ^N / ^m2

Volume 1 (V ₁ ) = 2 m ³

Volume 2 (V ₂ ) = 4 m ³

Cercasi: Travagliu (W)

Soluzione:

U travagliu fattu da u gasu = area di u rettangulu abcd.

W = (P2 _– P1 ₎ ( _V2 – _V1 )

W = (3 x 10⁻⁵ ^– 1 x 10⁻⁵ ⁾ (4 – 2)

W = (2 x 10⁵ ⁾ (2)

W = 4 x 10 ⁵ Joule

W = 400,000 Joule

W = 400 kJ

3. Determinate u travagliu fattu da u gasu in u prucessu ABCA.

Cunnisciutu:

Pressione 1 (P₁) = 1 N/m²

Pressione 2 (P2 ₎ = 7 N/ ^m2

Volume 1 (V ₁ ) = 1 m ³

Volume 2 (V ₂ ) = 5 m ³

Cercasi: Travagliu (W)

Soluzione:

U travagliu fattu da u gasu = l'area di u triangulu ABC

W = ½ (P2 _– P1 ₎ ( _V2 – _V1 )

W = ½ (7-1)(5-1)

W = ½ (6)(4)

W = ½ (24)

W = 12 Joule

1. Chì ghjè a definizione di travagliu in termodinamica ?
   • Avanti: In termodinamica, u travagliu hè definitu cum'è un trasferimentu d'energia da o versu un sistema chì ùn hè micca duvutu à una differenza di temperatura trà u sistema è u so ambiente.
2. Cumu hè ligatu u travagliu à u diagramma di pressione-volume (PV) di un prucessu termodinamicu?
   • Avanti: In un diagramma PV, u travagliu fattu da o nantu à un sistema durante un prucessu hè rapprisintatu da l'area sottu à a curva di u prucessu. Per i prucessi chì implicanu gasi, u travagliu hè spessu datu da l'integrale di P dV, induve P hè a pressione è dV hè u cambiamentu differenziale di vulume.
3. Chì travagliu hè fattu durante un prucessu isocoru ?
   • Avanti: Un prucessu isocoricu si faci à vulume custante. Siccomu ùn ci hè micca cambiamentu di vulume, u travagliu fattu durante un prucessu isocoricu hè zeru.
4. Cumu si distingue u travagliu fattu in una espansione isobarica (pressione costante) da quellu in una espansione isotermica (temperatura costante) di un gas ideale?
   • Avanti: In una espansione isobarica, u travagliu hè calculatu cum'è $W=P\times \Delta V$, induve P hè a pressione costante è $\Delta V$ hè u cambiamentu di vulume. Per una espansione isotermica di un gas ideale, u travagliu pò esse calculatu aduprendu l'equazione W=nRTln(Vf/Vi​​​), induve n hè u numeru di moli, R hè a custante universale di i gasi, è Vf​ e Vi​ sò i volumi finali è iniziali, rispettivamente.
5. Chì ghjè l'impurtanza di a prima lege di a termodinamica in quantu à u travagliu è l'energia ?
   • Avanti: A prima lege di a termodinamica dice chì u cambiamentu di l'energia interna di un sistema hè uguale à u calore aghjuntu à u sistema menu u travagliu fattu da u sistema nantu à u so ambiente. Rapprisenta u principiu di cunservazione di l'energia.
6. Per un prucessu ciclicu nantu à un diagramma PV, chì rapprisenta l'area chjusa ?
   • Avanti: Per un prucessu ciclicu nantu à un diagramma PV, l'area chjusa rapprisenta u travagliu netu fattu da o nantu à u sistema durante un ciclu.
7. Cumu si distingue u travagliu fattu in un prucessu adiabaticu da un prucessu isotermicu per un gas ideale?
   • Avanti: In un prucessu adiabaticu, ùn ci hè micca scambiu di calore cù l'ambiente, dunque u travagliu fattu provoca un cambiamentu in l'energia interna di u gasu. Per un prucessu isotermicu, a temperatura ferma costante, è qualsiasi travagliu fattu hè equilibratu da una quantità uguale di trasferimentu di calore, dunque ùn ci hè micca cambiamentu in l'energia interna.
8. Perchè u travagliu fattu in un prucessu irreversibile pò esse differente da un prucessu reversibile ancu s'è i stati iniziale è finale sò listessi ?
   • Avanti: In un prucessu reversibile, ogni statu intermediu trà i stati iniziale è finale hè in equilibriu. In un prucessu irreversibile, questu ùn hè micca u casu. I percorsi presi nantu à un diagramma PV, è dunque u travagliu fattu, ponu differisce significativamente trà i dui tipi di prucessi, ancu s'elli cumincianu è finiscenu in i stessi punti.
9. Cumu a presenza di un cumpurtamentu di gas non ideale (reale) affetta i calculi di u travagliu in i prucessi termodinamichi?
   • Avanti: Per i gasi veri, e deviazioni da u cumpurtamentu ideale ponu purtà à differenze in i calculi di u travagliu, in particulare à alte pressioni o basse temperature. L'equazione di Van der Waals o altri mudelli di gasi veri puderanu avè bisognu di esse aduprati per tene contu di queste deviazioni.
10. Chì significa quandu u travagliu fattu nantu à un sistema hè negativu ?

• Avanti: Quandu u travagliu fattu nant'à un sistema hè negativu, significa chì u sistema face un travagliu nant'à u so ambiente. Questu currisponde spessu à una espansione di un gas contr'à a pressione esterna.