Un sistema costituito da una mole di gas ideale monoatomico inizialmente nello stato O di coordinate termodinamiche (p₀ , V₀ ) subisce il seguente ciclo di trasformazioni fra stati di equilibrio termodinamico:

O® A : politropica reversibile di equazione p = kV ( con k costante) fino allo stato A

in cui p_A = 2p₀ ;

A® B : espansione isoterma reversibile fino ad occupare il volume V_B = 8 V₀ ;

B® C : isocora a contatto con un serbatoio di calore fino a raggiungere nello stato C l’equilibrio termico con tale serbatoio;

C® O : adiabatica reversibile fino a tornare nello stato O.

1. Rappresentare qualitativamente il ciclo nel piano pV.

Calcolare in termini di p₀ e V₀

2) il valore di k

3) il lavoro fatto dal gas in ciascuna delle singole trasformazioni.

Calcolare inoltre

3) il rendimento del ciclo, dandone il valore numerico;

4) la variazione di entropia dell’universo nel ciclo, esprimendola in termini della costante R.