Vero o falso su primo principio ed espansione

Testo

Vero o falso, motivando ogni risposta:

1. Il primo principio vale sia per trasformazioni reversibili sia irreversibili.
2. In un’espansione libera nel vuoto il gas si raffredda sempre.
3. A volume costante, tutto il calore fornito al gas si trasforma in energia interna.
4. Il lavoro dell’atmosfera su un gas in espansione è positivo.

Soluzione

1) VERO. Il primo principio è la conservazione dell’energia: non richiede reversibilità. Vale per qualunque trasformazione, anche quelle irreversibili in cui gli stati intermedi non sono di equilibrio.

2) FALSO. Nell’espansione libera il contenitore è isolato ($Q = 0$) e il gas si espande nel vuoto ($L = 0$), quindi $\Delta E_\text{int} = 0 \Rightarrow T$ costante. Il gas non si raffredda.

3) VERO. A volume costante $L = 0$, quindi il primo principio dà $Q = \Delta E_\text{int}$: tutto il calore diventa energia interna.

4) FALSO. Se il gas si espande, comprime l’atmosfera: $\Delta V_\text{atm} < 0$, quindi $L_\text{atm} = P_\text{atm}\,\Delta V_\text{atm} < 0$. Nel bilancio del gas l’atmosfera compare con lavoro negativo.

$\ev{V,\ F,\ V,\ F}$

Collegamenti

Argomenti: Termodinamica Concetti: Primo principio della termodinamica · Trasformazioni termodinamiche