Quando si riscalda isobaricamente un gas a 100 K, sono necessari 4,2 kD

Quando si riscalda un gas a pressione costante di 100 K, è necessario fornire 4,2 kJ di calore, e quando si raffredda un gas a volume costante e dimezzando la pressione, il gas rilascia 5,04 kJ di calore. La temperatura iniziale del gas durante il raffreddamento a volume costante è T2 = 400 K. Per tracciare i grafici di questi processi in coordinate P – V, è necessario determinare il rapporto di Poisson per un dato gas.

Quando si riscalda isobaricamente un gas a 100 K, sono necessari 4,2 kJ di calore

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Utilizzando il nostro prodotto digitale, puoi tracciare questi processi in coordinate P – V e determinare il rapporto di Poisson per questo gas. Questo prodotto sarà utile per studenti e professionisti nel campo della fisica e della chimica, nonché per chiunque sia interessato alla scienza.

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Questo prodotto non è un oggetto fisico, ma piuttosto un problema nel campo della fisica. La condizione fornisce i parametri dei processi isobari e isocori che possono essere utilizzati per calcolare il rapporto di Poisson per il gas.

Il rapporto di Poisson è definito come il rapporto tra la variazione relativa di pressione e la variazione relativa di volume durante una trasformazione adiabatica. Per un dato gas, è possibile utilizzare il seguente rapporto:

γ = - (ΔV/V) / (ΔP/P)

dove ΔV/V è la variazione relativa di volume, ΔP/P è la variazione relativa di pressione.

Dalle condizioni del problema è noto che con il riscaldamento isobarico di un gas di 100 K sono necessari 4,2 kJ di calore. Dato che la trasformazione è isobarica possiamo usare la formula:

Q = n * Cp * ΔT

dove Q è la quantità di calore, n è la quantità di sostanza, Cp è il calore specifico a pressione costante, ΔT è la variazione di temperatura.

Poiché la quantità di sostanza è costante, possiamo scrivere:

Cp = Q / nΔT

Sostituendo i valori noti, otteniamo:

Cp = 4,2 kJ / (n * 100 K)

Allo stesso modo, dalla condizione di raffreddamento del gas isocoro, è possibile esprimere il rapporto di Poisson. Poiché il processo è adiabatico, possiamo usare la formula:

PV^γ = cost

dove P è la pressione, V è il volume, γ è il rapporto di Poisson.

Quando la pressione cambia due volte:

P' = P/2

V' = V * (P/P')^(1/γ)

È noto che la temperatura iniziale del gas durante il raffreddamento isocoro è T2 = 400 K. È possibile utilizzare l'equazione di stato di un gas ideale per calcolare il volume alla temperatura iniziale:

PV = nRT

V = nRT/P

Sostituendo i valori noti, otteniamo:

V = (nR/P) * T2

Conoscendo il volume iniziale e il volume quando la pressione cambia di un fattore due, possiamo esprimere la variazione relativa di volume e la variazione relativa di pressione, e quindi trovare il rapporto di Poisson utilizzando la formula sopra riportata.

Per costruire grafici di processi in coordinate P – V è necessario conoscere l'equazione di stato del gas e l'equazione dei processi (isobarica e isocora). In base ai valori ottenuti è possibile costruire i grafici corrispondenti.

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