9 esercizi sulla trasformazione adiabatica (con soluzioni)

Hai qualche dubbio? 🤔

Scopri i nostri Tutor 🎓, scegli quello più adatto a te e prenota una lezione quando vuoi 📅

Le trasformazioni adiabatiche sono processi in cui un sistema cambia stato senza scambiare calore con l’ambiente esterno. In altre parole, tutta l’energia coinvolta si manifesta sotto forma di lavoro, influenzando direttamente l’energia interna del sistema. Questa raccolta è pensata per accompagnarvi in un percorso graduale, affrontando esercizi che vanno dai concetti di base fino ai problemi più complessi. Ogni esercizio è corredato da una soluzione dettagliata, così da guidarvi passo dopo passo nella risoluzione dei quesiti.

Che siate studenti delle scuole superiori o semplici appassionati di fisica, qui troverete un’opportunità per approfondire le vostre conoscenze e affinare le vostre capacità pratiche. Immergetevi nel mondo delle trasformazioni adiabatiche e scoprite il loro ruolo fondamentale nella termodinamica. Buono studio e buon lavoro!

Questa raccolta è pensata per studenti di scuole superiori e appassionati di scienze fisiche che desiderano approfondire le proprie conoscenze e migliorare le proprie capacità di problem-solving. Speriamo che vi sia utile nel vostro percorso di studio e vi fornisca una solida base per affrontare con sicurezza le sfide poste dalla termodinamica. Buono studio!

Non perdere tempo a cercare formule sparse sul web! 📚 Consulta e scarica i PDF dei nostri formulari!

Avete trovato qualche refuso? Scriveteci pure: info@gophysics.it

Esercizi sulla trasformazione adiabatica

Sull’energia interna, il lavoro ed il calore in una trasformazione adiabiatica

Un recipiente isolato termicamente contiene un gas perfetto monoatomico. Se il gas viene compresso subendo un lavoro pari ad $\mathcal{L} = - 4,5 \cdot 10^2 \ J$

Calcola la variazione di energia interna $\Delta U$ del gas

[ $4,5 \cdot 10^2 \ J$ ]

Soluzione

Sul Primo Principio della Termodinamica in una trasformazione adiabiatica

$n = 2,40$ moli di un gas perfetto monoatomico si trovano all’interno di un contenitore isolato termicamente e vengono compresse adiabaticamente tramite un pistone. Se la temperatura prima della compressione è $T_i = 450 \ K$ e dopo la compressione è $T_f = 650 \ K$

Calcola il lavoro subìto dal gas

[ $\mathcal{L} = - 6,00 \cdot 10^3 \ J$ ]

Soluzione

Sull’espansione adiabatica

$n = 1,5$ moli di un gas perfetto biatomico si trovano all’interno di un contenitore isolato termicamente. Il volume iniziale del gas è $V_i = 3,4 \cdot 10^{-2} \ m^3$ . Se il gas compie un’espansione adiabatica e la temperatura varia dalla temperatura iniziale $T_i = 4,5 \cdot 10^3 \ K$ alla temperatura finale $T_f = 2,5 \cdot 10^3 \ K$

Calcola la pressione finale $P_f$

[ $P_f = 2,2 \cdot 10^5 \ Pa$ ]

Soluzione

Sul calcolo della pressione dal piano di Clapeyron per una trasformazione adiabatica

Una mole di gas perfetto monoatomico compie un’espansione adiabatica dallo stato $A$ allo stato $B$ come mostrato in figura:

Calcola la pressione $P_B$ nello stato $B$

[ $P_B = 0,2 \cdot 10^3 \ Pa$ ]

Soluzione

Sul calcolo della pressione dal piano di Clapeyron per una trasformazione adiabatica

Una mole di gas perfetto monoatomico compie una compressione adiabatica dallo stato $A$ allo stato $B$ come mostrato in figura:

Calcola la temperatura $T_A$ e $T_B$ nello stato $A$ e nello stato $B$

[ $T_A = 3,6 \cdot 10^2 \ K \, ; \, T_B = 4,8 \cdot 10^2 \ K$ ]

Soluzione

Sul calcolo dell’energia interna dal piano T-S

Una mole di gas perfetto monoatomico compie una trasformazione adiabatica dallo stato $A$ allo stato $B$ come mostrato in figura:

Calcola la variazione di energia interna $\Delta U$

[ $\Delta U = 1,6 \cdot 10^3 \ J$ ]

Soluzione

Sul calcolo del volume dal piano T-S

Una mole di gas perfetto monoatomico compie una trasformazione adiabatica dallo stato $A$ allo stato $B$ come mostrato in figura. Sapendo che il volume nello stato $B$ è $V_B = 2,0 \ m^3$

Calcola il volume $V_A$ nello stato $A$

[ $V_A = 0,4 \ m^3$ ]

Soluzione

Sul calcolo della temperatura dal Primo Principio della Termodinamica

Due moli di gas perfetto biatomico si espandono adiabaticamente compiendo un lavoro pari ad $\mathcal{L} = 4,50 \cdot 10^3 \ J$ . Se la temperatura iniziale è $T_i = 500 \ K$

Calcolala temperatura finale $T_f$

[ $T_f = 320 \ K$ ]

Soluzione

Sul calcolo della temperatura dall’equazione di stato dei gas perfetti

Una mole di un gas perfetto biatomico si trova all’interno di un contenitore isolato termicamente e chiuso da un pistone mobile di area $A = 0,5 \cdot 10^{-4} \ m^2$ e massa trascurabile, come mostrato in figura. Sul pistone è poggiato un cubo di massa $m = 5,0 \ kg$ ed il gas ha un volume di $V = 2,0 \cdot 10^{-4} \ m^3$ . Se il pistone è in equilibrio

Calcola la temperatura $T$ del gas

[Suggerimento: Ricordati di considerare anche la pressione atmosferica $P_{atm} = 1,013 \cdot 10^5 \ Pa$ ]

[ $T = 26 \ K$ ]

Soluzione

Link utili

Wikipedia