Un cilindro è diviso in due parti da un setto mobile. Cilindro e setto sono impermeabili al calore. I due scomparti contengono una uguale quantità di gas perfetto a temperature T1 < T2.
- Calcolare i volumi iniziali, assumendo l'equilibrio
- Assumendo che il setto conduca il calore, trovare la temperatura finale dei due gas e la variazione totale di entropia
- Qual è il massimo lavoro estraibile dal sistema facendo operare tra i due gas una macchina termica? Considerare nuovamente il setto impermeabile al calore
Gas con molla
Un gas perfetto è contenuto in un recipiente isolante, chiuso da un pistone senza massa e anch'esso isolante. Il pistone è collegato al fondo del recipiente con una molla di costante elastica k e lunghezza a riposo nulla.
- Calcolare il volume iniziale del gas
- Calcolare il calore specifico molare del gas
Scaldare una miscela di acqua e ghiaccio
Un recipiente contiene una miscela al 50% di acqua e ghiaccio. La massa totale è M = 1 kg. Il recipiente è collegato ad una sorgente a temperatura T2 = 300 K attraverso una sbarra di rame di lunghezza l = 0.1 m, sezione S = 1e-4 m^2 e conducibilità termica sigma = 335e3 J/kg. Il calore specifico dell'acqua è c = 4.18e3 J/(kg K) e il calore latente di fusione del ghiaccio è lambda = 335e3 J/kg. Si trascuri la capacità termica della sbarra.
- Calcolare la temperatura e la variazione di entropia del recipiente in funzione del tempo
- Calcolare la variazione di entropia dell'universo a processo terminato
- Assumendo di sostituire la sbarra con una macchina termica, qual è il massimo lavoro estraibile dal sistema?
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