Esercizio n.1

Un sistema costituito da una mole di gas ideale monoatomico subisce il seguente ciclo di trasformazioni fra stati di equilibrio termodinamico:

A® B : espansione isoterma reversibile dallo stato A , caratterizzato dalla temperatura T_A e dal volume V_A allo stato B in cui il volume è V_B = 4 V_A ;

B® C : espansione adiabatica libera (nel vuoto) fino ad occupare il volume V_C = 5 V_A ;

C® D : compressione isobara reversibile fino allo stato D, in cui il volume è V_D = 5^3/5 V_A ;

D® A : compressione adiabatica reversibile fino a tornare nello stato A.
 
 

Dopo avere rappresentato qualitativamente il ciclo nel piano pV, determinare

1. la temperatura del gas nello stato D , esprimendola in termini di T_A;
2. il rendimento del ciclo, dandone il valore numerico;
3. la variazione di entropia dell’universo nel ciclo, esprimendola in termini della costante R.

Corso di laurea in Ingegneria Elettronica

Fisica Generale T.O ( prof.Uguzzoni)

Prova parziale del 9/10/2000
 
 
 
 

Esercizio n.2
 
 

Immaginate che per portare una certa quantità di acqua, a pressione costante, dalla temperatura iniziale T₁ alla temperatura finale T₂ ( maggiore di T₁ ) vi siano date due possibilità alternative:

1. riscaldare l’acqua mettendo il recipiente che la contiene in contatto termico con un serbatoio a temperatura T₂ ;
2. effettuare il riscaldamento in due tappe:

e mettendo successivamente il recipiente in contatto termico con il serbatoio a temperatura T₂ .

Quale strada scegliereste per avere la minore variazione di entropia dell’Universo?

Calcolate la differenza fra le variazioni di entropia dell’Universo corrispondenti ai processi a) e b),

indicando con C il valore, supposto costante, della capacità termica complessiva dell’acqua e del recipiente nelle condizioni indicate e trascurando ogni scambio di calore con altri sistemi, diversi dai suddetti serbatoi.