◈ Termodinamica

Gas perfetti, trasformazioni termodinamiche, I e II principio, macchine termiche, cicli di Carnot e Otto, entropia.

📋 Formulario

Teoria Completa

Esempi Svolti

Esempio 1Trasformazione isobarica — Un gas che si espande a pressione costante
Esempio 2Velocità RMS dell'azoto a 300 K — Quanto sono veloci le molecole?

Esercizi con Soluzione

Esercizio 1Trasformazione composta (isobara + isocora)Alta
📋 Problema da risolvere
Un gas monoatomico (n=3n=3 mol, Cv=3R/2C_v=3R/2) subisce: A(T=400T=400 K, P=2P=2 atm) →isobara→ B(T=600T=600 K) →isocora→ C(P=5P=5 atm). Trovare il lavoro totale WtotW_{tot} e la variazione di energia interna totale ΔUtot\Delta U_{tot}.
📌 Dati forniti
n=3 molC_v=3R/2P_A = P_B = 2 atm (isobara)V_B = V_C (isocora)
Esercizio 2Legge di Dalton — Miscele di gasAlta
📋 Problema da risolvere
Un recipiente di volume V=10V=10 L a T=300T=300 K contiene n1=0.5n_1=0.5 mol di O₂ e n2=1.2n_2=1.2 mol di N₂. Calcolare pressione totale, pressioni parziali e frazioni molari.
📌 Dati forniti
V=0.010 m³T=300 Kn_O₂=0.5 moln_N₂=1.2 mol
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Problemi Integratori

Esercizi che uniscono tutti i capitoli — livello esame
Problema 1La Centrale Termoelettrica: dal Gas alle Molecole all'EntropiaESTREMA
Una centrale termoelettrica usa n=5 moln = 5\,\mathrm{mol} di gas biatomico (γ=7/5\gamma = 7/5, Cv=5R/2C_v = 5R/2) che compie il seguente ciclo su piano PV:

Stato A: PA=1 atmP_A = 1\,\mathrm{atm}, TA=300 KT_A = 300\,\mathrm{K}. A→B: compressione adiabatica fino a VB=VA/8V_B = V_A/8 (rapporto compressione r=8r = 8). B→C: isocora, riscaldamento fino a TC=2400 KT_C = 2400\,\mathrm{K} (combustione). C→D: espansione adiabatica fino a VD=VAV_D = V_A (ritorno al volume originale). D→A: isocora, raffreddamento (ciclo di Otto).
📌 Dati del problema
n = 5\,\mathrm{mol}\gamma = 7/5 = 1.4,\; C_v = 5R/2T_A = 300\,\mathrm{K},\; P_A = 1\,\mathrm{atm}r = V_A/V_B = 8T_C = 2400\,\mathrm{K}
(a)Gas Perfetto — Stati termodinamici(b)I Principio — Lavoro e Calore per ogni tratto(c)Cicli — Rendimento Otto vs Carnot(d)Teoria Cinetica — Molecole in moto(e)Entropia — II Principio e Bilancio Globale