Lavoro termodinamico su un gas perfetto
Calcolo del lavoro termodinamico su un gas perfetto
Un gas perfetto compie una trasformazione che lo portano a passare dallo stato A (P = 2 ∙ 104 Pa, V = 1 m3) allo stato B caratterizzato da valori doppi di pressione e volume.
Determinare il lavoro termodinamico e specificarne il segno chiarendo se si tratta di lavoro eseguito o subito dal sistema.
Svolgimento dell'esercizio
I parametri di riferimento relativi ai due stati sono:
- Pa = 2 ∙ 104 Pa
- Va = 1 m3
- Pb = 4 ∙ 104 Pa
- Vb = 2 m3
Nel piano di Clapeyron la trasformazione è rappresentata da una retta passante per i due punti che rappresentano lo stato A e B.
L'area sottesa da tale retta, un trapezio rettangolo, rappresenta il lavoro termodinamico associato alla trasformazione.
Trattandosi di un'espansione possiamo già subito affermare che il lavoro sarà positivo ovvero effettuato dal gas verso l'esterno.
Il lavoro è pari a:
L = (2 + 4) ∙ 104 ∙ (2-1) / 2 = 3 ∙ 104 J
Ricordiamo che l'area di un trapezio si calcola come:
area = (base minore + base maggiore ) ∙ altezza / 2
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