Trasformazioni dell'elio

Trasformazioni dell'elio: isobara, isocora e trasformazione non reversibile

Trasformazioni dell'elio: isobara, isocora e trasformazione non reversibile.

Una certa quantità di He, in condizioni di gas perfetto, occupa un volume di 2 ℓ a 2 atm a 30 °C. Il gas subisce, una dopo l'altra, le seguenti trasformazioni:

1. Una isobara reversibile, che raddoppia il volume del gas.
2. Una isocora reversibile, che raddoppia la pressione del gas.
3. Una trasformazione non reversibile, che riporta il gas alle condizioni iniziali.

Per ciascuna delle trasformazioni si calcoli, ove possibile, il lavoro compiuto dal gas e la variazione di entropia.

V_A = 2 ℓ; P_A = 2 atm

T_A = 273.1 + 30 = 303.1 K

V_B = 2 V_A = 4 ℓ>; P_B = P_A

P_C = 2 P_A = 4 atm

Trasformazione AB: isobara

L = P ΔV = P_A (V_B - V_A) = 2.401 · 10⁵ (4 - 2) · 10^-3 = 404 J

ΔS = ∫_TA^T_B δQ/T, T_B = ^V_B/_VA T_A = ⁴/₂ 303.1 = 606.2 K

Per una trasformazione a pressione costante si può scrivere:

δQ = n C_p dT

C_p = R + C_v = R + ³/₂ R = ⁵/₂ R [L'elio è un gas monoatomico]