Durante l'espansione isotermica di un gas biatomico, avendo

Durante l'espansione isotermica di un gas biatomico, il suo volume cambia da V1 = 2 m^3 ad una pressione P1 = 0,5 MPa a p2 = 0,4 MPa, dopodiché il gas viene compresso isobaricamente fino al suo volume originale. È necessario tracciare un grafico del processo in coordinate P–V e mostrare il lavoro compiuto dal gas su di esso. È inoltre necessario determinare il lavoro compiuto dal gas e la variazione della sua energia interna.

Per risolvere il problema utilizziamo la legge di Boyle-Mariotte per un processo isotermico:

P1V1 = P2V2

dove P1 e V1 sono la pressione e il volume iniziali del gas, P2 e V2 sono la pressione e il volume finali del gas.

Per prima cosa troviamo il volume finale V2:

V2 = (P1 * V1) / P2 = (0,5 MPa * 2 m^3) / 0,4 MPa = 2,5 m^3

Successivamente, secondo la legge di Gay-Lussac, troviamo il lavoro di un gas sottoposto a compressione isobarica:

A = n*R*ΔT

dove n è la quantità di sostanza gassosa, R è la costante universale dei gas, ΔT è la variazione della temperatura del gas.

Poiché il processo è isobarico, la pressione del gas non cambia, ma il volume diminuisce. Pertanto ΔT = 0 e il lavoro compiuto dal gas è zero.

Per trovare la variazione dell'energia interna di un gas utilizziamo la prima legge della termodinamica:

∆U = Q - A

dove Q è la quantità di calore ricevuta o ceduta dal gas, A è il lavoro compiuto dal gas.

Poiché la trasformazione è isoterma, allora ΔT = 0, e quindi ∆U = 0, poiché la variazione dell'energia interna del gas durante una trasformazione isoterma dipende solo dalla quantità di calore ricevuto o ceduto dal gas.

Pertanto, il grafico del processo in coordinate P–V mostrerà un processo di espansione isoterma dal punto (P1, V1) al punto (P2, V2), e il lavoro del gas durante questo processo è zero e la variazione della sua energia interna è anche zero.

Descrizione del prodotto digitale

Titolo: "Espansione isoterma del gas biatomico"

Categoria: Educazione, scienza

Prezzo: 50 rubli

Questo prodotto digitale presenta un problema fisico dettagliato che coinvolge l'espansione isotermica di un gas biatomico. In questo problema è necessario calcolare il lavoro compiuto dal gas e la variazione della sua energia interna durante il processo di espansione isotermica e successiva compressione isobarica al suo volume originale. Questo problema è rivolto a studenti e insegnanti che studiano fisica e termodinamica.

Dopo l'acquisto avrai accesso a una soluzione dettagliata del problema con un breve resoconto delle condizioni, delle formule e delle leggi utilizzate nella soluzione, la derivazione della formula di calcolo e la risposta. Se hai domande sulla soluzione, puoi sempre contattare l'autore del prodotto per ricevere assistenza.

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Questo prodotto presenta un problema fisico dettagliato che coinvolge l'espansione isotermica di un gas biatomico. Dopo l'acquisto avrai accesso a una soluzione dettagliata al problema, che include:

• Dichiarazione del problema: espansione isotermica di un gas biatomico con un volume iniziale V1 = 2 m^3 e pressione P1 = 0,5 MPa fino a una pressione finale p2 = 0,4 MPa, seguita da compressione isobarica al volume iniziale.
• Leggi e formule utilizzate: legge di Boyle-Mariotte per una trasformazione isoterma, legge di Gay-Lussac per una trasformazione isobarica, prima legge della termodinamica.
• Soluzione al problema: trovare il volume finale del gas, tracciare un grafico del processo in coordinate P-V, determinare il lavoro compiuto dal gas e le variazioni della sua energia interna.
• Risposta: il lavoro compiuto dal gas durante questo processo è zero e anche la variazione della sua energia interna è zero.

Questo prodotto è destinato a studenti e insegnanti di fisica e termodinamica che desiderano approfondire la propria conoscenza e comprensione in questo campo. Se hai domande sulla risoluzione di un problema, puoi sempre contattare l'autore del prodotto per ricevere assistenza.

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Questo prodotto non è un articolo fisico e non può essere descritto nel senso tradizionale. Tuttavia, posso aiutare con un problema che coinvolge l'espansione isoterma di un gas biatomico.

Dalle condizioni del problema si sa che il volume iniziale del gas V1 è pari a 2 m^3, e la pressione iniziale P1 è pari a 0,5 MPa. Con l'espansione isotermica del gas la pressione diminuisce a p2 = 0,4 MPa. Il gas è stato quindi compresso isobaricamente fino al suo volume iniziale.

Per risolvere il problema si può utilizzare l’equazione di stato dei gas ideali:

pV = nRT,

dove p è la pressione del gas, V è il suo volume, n è la quantità di sostanza gassosa, R è la costante universale dei gas, T è la temperatura assoluta del gas.

Puoi anche utilizzare la legge di Boyle-Mariotte per un processo isotermico:

p1V1 = p2V2,

dove p1 e V1 sono la pressione e il volume iniziali del gas, p2 e V2 sono la pressione e il volume finali del gas.

Dalla legge Boyle-Marriott possiamo esprimere il volume finale del gas:

V2 = (p1V1)/p2.

Poiché il processo è isotermico, la temperatura del gas non cambia e si può utilizzare l'equazione per il lavoro del gas:

A = nRTln(V2/V1),

dove ln è il logaritmo naturale.

La variazione di energia interna del gas per un processo isotermico può essere espressa dalla formula:

ΔU = 0,

poiché la temperatura del gas rimane costante.

Pertanto, per risolvere il problema, è necessario calcolare il volume finale del gas V2 utilizzando la formula di Boyle-Mariotte, quindi calcolare il lavoro del gas A utilizzando la formula per un processo isotermico.

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