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Termodinamica

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[1] Termodinamica

Messaggioda Foto Utentebad90 » 25 mar 2013, 11:39

Vi sono circostanze in cui l'equazione di stato pV = nRT descrive correttamente H2O:
a) In fase liquida?
b) In una delle sue fasi solide?
Spiegare.

Io penso che si tratta solo della fase gassosa!
La spiegazione e' che se si tratta di un gas aventi caratteristiche di gas Ideale, allora l'equazione di stato puo' soddisfare le condizioni di questo elemento!
N.B. In un gas ideale si ha un elevato coefficiente entropico dovuto alla repulsione degli atomi dell'elemento, un gas non ha volume proprio.
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[2] Re: Termodinamica

Messaggioda Foto Utentebad90 » 25 mar 2013, 23:34

Problema

Una mole di He subisce una prima trasformazione da V_1= 20 l a V_2 = 60l ad una pressione costante di P= 100kpa. Poi una seconda trasformazione a volume costante V_2 = 60 l e una pressione P_1 = 100kpa ad arrivare ad una pressione P_2 = 200kpa. Poi continua con una trasformazione che va da V_2 = 60l con P_2= 200kpa a V_1 = 20l con P_1= 100kpa. I valori della capacita termica sono C_v = 12.5 J*mol^-1 K^-1 e C_p = 20.8Jmol^-1 k^-1. Calcolare le differenze di energie interne tra a) La prima trasformazione, b) La seconda trasformazione,c) La terza trasformazione.

HELP!!!
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[3] Re: Termodinamica

Messaggioda Foto UtenteIanero » 25 mar 2013, 23:44

Io so semplicemente che la legge dei gas perfetti è approssimabile solo per i gas reali che sono lontani dalla loro temperatura di liquefazione e non a una pressione troppo elevata.

Edit: Puoi postare le formule in LaTeX? Poi gli diamo un'occhiata. :-)
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[4] Re: Termodinamica

Messaggioda Foto Utentebad90 » 25 mar 2013, 23:48

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[5] Re: Termodinamica

Messaggioda Foto UtenteIanero » 26 mar 2013, 0:10

Per il problema io partirei calcolandomi la temperatura ad ogni trasformazione con:
pV=nRT

Poi l'energia interna:
E=\frac{l}{2}k_bTN

Ovvero l'energia cinetica media delle molecole per il numero delle stesse (non c'è bisogno di considerare l'energia potenziale di ognuna di esse, in quanto stiamo approssimando al modello di gas perfetto).
"l" è il numero di gradi di libertà delle molecole del gas, leggo da Wikipedia che l'elio è monoatomico, quindi l=3.
N lo ricavi così: n \cdot N_A.
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[6] Re: Termodinamica

Messaggioda Foto Utentebad90 » 26 mar 2013, 0:33

Sono riuscito a risolverlo. Gli step sono:
a) Ricavi le temperature nei punti interessati.
b) Ricavi le DeltaU = mol * C_v*DeltaT

Ed il gioco è fatto O_/
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[7] Re: Termodinamica

Messaggioda Foto Utentebad90 » 26 mar 2013, 10:53

M come funzione un frigorifero?
Insomma, perche' si condenza l'aria? Cosa e' che fa raffreddare l'aria???
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[8] Re: Termodinamica

Messaggioda Foto Utentelillo » 26 mar 2013, 11:07

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[9] Re: Termodinamica

Messaggioda Foto UtenteIanero » 26 mar 2013, 15:39

L'aria si raffredda perché cede energia :D
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[10] Re: Termodinamica

Messaggioda Foto Utentesnaffo » 26 mar 2013, 16:09

In realtà è sbagliato dire che l'aria cede energia, piuttosto la risposta va cercata nel fluido o gas che circola all'interno del ciclo frigorifero.

Nei cicli inversi il fluido non è l'aria standard ma sono ad esempio i famigerati CFC, o l'anidride carbonica (CO2), sfruttando il loro cambiamento di fase si ottiene l'effetto frigorigeno desiderato. Ovviamente l'acqua viene esclusa poiché il suo punto triplo è troppo basso (0,01 °C).

Le caratteristiche ottimali per scegliere questi fluidi vengono ricavate tramite il diagramma del "frigorista" (log P, h).

Questi tipi di gas quando vengono "laminati" attraverso la valvola di laminazione, vengono portati in una regione di temperatura/pressione tale per cui il coefficiente Joule-Thompson sia positivo ovvero espandendo il gas si ottiene un abbassamento di temperatura.

Successivamente il fluido passa attraverso il condensatore riuscendo a cedere calore ad un pozzo termico (ambiente esterno) mantenendo l'ambiente interno refrigerato.
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