Miscela di gas ideali [Fisica Tecnica]

Messaggioda frenky46 » 03/01/2011, 15:44

\( \displaystyle {5} \) Kg di aria ( \( \displaystyle {c}_{{p}}={1},{01}\frac{{{K}{J}}}{{{K}{g{\cdot}}{K}}} \) ; \( \displaystyle {c}_{{v}}={0},{723}\frac{{{K}{J}}}{{{K}{g{\cdot}}{K}}} \) ) sono contenuti in un sistema pistone cilindro, inizialmente alla temperatura \( \displaystyle {T}_{{1}}={27}°{C} \) e alla pressione \( \displaystyle {P}_{{1}}={5} \)bar. Il gas è sottoposto ad una trasformazione adiabatica fino alla pressione di \( \displaystyle {8} \) bar. Successivamente una trasformazione isoterna seguita da una trasformazione isobara lo riportano nello stato iniziale. Nelle ipotesi di interna reversibilità delle trasformazioni :

- rappresentare le trasformazioni sui piani \( \displaystyle {T}-{S} \) e \( \displaystyle {P}-{V} \)
- valutare le variazioni di energia interna e di entropia per ciascuna delle trasformazioni
- valutare l'energia scambiata come calore e come lavoro per ciascuna delle trasformazioni
- valutare l'entropia generata nelle tre trasformazioni e quella totale sapendo che l'ambiente è schematizzabile come due \( \displaystyle {S}{E}{T} \) alle temperature \( \displaystyle {T}_{{A}}={400}{K} \) e \( \displaystyle {T}_{{B}}={250}{K} \)


Non riesco a rappresentare e a capire come tornare al punto iniziale :

Testo nascosto, fai click qui per vederlo
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Qualcuno puo darmi una mano ? non so proprio come ragionare su questo esercizio.
Grazie :wink:
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Messaggioda pizzaf40 » 04/01/2011, 02:00

E' una vita che non vedo ste cose, ma guardando la tua immagine, se l'adiabatica reversibile ti porta a 1 a 2, pòoi per tornare ad 1 con un'isoterma ed una isobara l'unico modo mi sembra quello di spostarsi orizzontalmente verso destra (a partire da 2) fino ad incrociare l'isobara di 5 bar (la tua verde bassa), per poi seguire l'isobara stessa tornando a sinistra e contemporaneamente in basso fino al punto 1.

Poi tutti i modi di fare i calcoli non li ricordo
"La dichiarazione dei redditi è la cosa più incomprensibile che abbia mai letto"
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Messaggioda frenky46 » 04/01/2011, 09:42

Ok grazie mille per il grafico credo di aver risolto, non so come mai non ci ho pensato prima :)
Speriamo qualcuno possa aiutarmi per i calcoli

Testo nascosto, fai click qui per vederlo
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Messaggioda kinder » 04/01/2011, 10:09

aggiungo solo una precisazione. Tu hai disegnato nel piano T-S la campana che definisce i confini dei cambiamenti di stato, mentre hai intitolato il post riferendoti ai gas ideali i quali, per definizione, seguono sempre le leggi di Boyle e Gay-Lussac. Le curve verdi che hai disegnato non possono quindi riferirsi a gas ideali, per i quali le isobare e le isocore seguono un andamento esponenziale.
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Messaggioda frenky46 » 04/01/2011, 10:25

aggiungo solo una precisazione. Tu hai disegnato nel piano T-S la campana che definisce i confini dei cambiamenti di stato, mentre hai intitolato il post riferendoti ai gas ideali i quali, per definizione, seguono sempre le leggi di Boyle e Gay-Lussac. Le curve verdi che hai disegnato non possono quindi riferirsi a gas ideali, per i quali le isobare e le isocore seguono un andamento esponenziale.


Ops , hai ragione chiedo scusa. Ma questo esercizio riguarda i gas ideali corretto ?
Come posso risolverlo ?
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Messaggioda kinder » 04/01/2011, 12:42

frenky46 ha scritto:
aggiungo solo una precisazione. Tu hai disegnato nel piano T-S la campana che definisce i confini dei cambiamenti di stato, mentre hai intitolato il post riferendoti ai gas ideali i quali, per definizione, seguono sempre le leggi di Boyle e Gay-Lussac. Le curve verdi che hai disegnato non possono quindi riferirsi a gas ideali, per i quali le isobare e le isocore seguono un andamento esponenziale.


Ops , hai ragione chiedo scusa. Ma questo esercizio riguarda i gas ideali corretto ?
Come posso risolverlo ?


il ciclo 1-2-3 che hai disegnato è corretto, se supponi che i punti stanno sulle isobare di cui ai dati iniziali. La mia precisazione mira solo a cancellare la campana e a disegnare le curve verdi come \( \displaystyle {T}{\left({S}\right)}={A}{{e}}^{{\alpha{S}}}+{B} \) con A, B e \( \displaystyle \alpha \) che, come esercizio, puoi determinare da solo.

Puoi considerare l'aria come gas ideale, in prima approssimazione, essendo lontana dalle condizioni critiche, con i valori (T e P) che hai nei dati. Quest'ipotesi è suffragata anche dal fatto che ti vengono forniti i calori specifici come costanti, mentre nella realtà non lo sono.
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Messaggioda frenky46 » 04/01/2011, 14:27

Grazie mille , quindi devo svolgere l'esercizio considerando l'aria come un gas ideale , non come una miscela di gas ?
Provo a risolverlo e te lo posto.
Ho capito l'errore del disegno che mi hai detto.

Grazie mille.
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Messaggioda frenky46 » 08/01/2011, 08:58

Ragazzi nessuno riesce a darmi un aiuto ? devo ricavare le propietà considerando l'aria come UN gas ideale ?
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Messaggioda Akuma » 08/01/2011, 10:54

si certo, quasi sempre l'aria devi considerarla ideale. se la consideri come una miscela di gas non ne vieni più fuori.
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Messaggioda frenky46 » 10/01/2011, 16:03

Prvando a risolvere l'esercizio considerando l'aria come un gas ideale ottengo :

- ricavo \( \displaystyle {T}_{{2}}={343},{81}{K} \) dalla relazione dei gas \( \displaystyle \frac{{{T}_{{1}}}}{{{{P}_{{1}}^{{\frac{{{k}-{1}}}{{k}}}}}}}=\frac{{{T}_{{2}}}}{{{{P}_{{2}}^{{\frac{{{k}-{1}}}{{k}}}}}}} \) essendo \( \displaystyle {k}=\frac{{{c}_{{p}}}}{{{c}_{{v}}}}={1},{4} \)
- per quanto riguarda il punto \( \displaystyle {3} \) dalla traccia ricavo che \( \displaystyle {P}_{{3}}={5} \) e \( \displaystyle {T}_{{3}}={343},{81} \)



- per la variazione di energia interna per ogni trasformazione : \( \displaystyle {d}{u}={c}_{{v}}\cdot{d}{T} \) \( \displaystyle \Rightarrow \) \( \displaystyle \Delta{u}={\int_{{{T}_{{i}}}}^{{{T}_{{f}}}}}{c}_{{v}}\cdot{\left.{d}{t}\right.} \) ?

- per la variazione di entropia per ogni trasformazione : \( \displaystyle {d}{s}={c}_{{p}}\cdot\frac{{{d}{T}}}{{T}}-{R}\cdot\frac{{{d}{p}}}{{p}} \) ?
( posso utilizzare indifferentemente anche le altre relazioni \( \displaystyle {d}{s}={c}_{{v}}\cdot\frac{{{d}{T}}}{{T}}+{R}\cdot\frac{{{d}{v}}}{{v}} \) e \( \displaystyle {d}{s}={c}_{{p}}\cdot\frac{{{d}{v}}}{{v}}+{c}_{{v}}\cdot\frac{{{d}{p}}}{{p}} \) , dipende solo dai dati che ho ? )

- come lavoro utilizzo sempre il lavoro di variazione di volume \( \displaystyle {L}=\int{p}\cdot{d}{v} \) ? e se si come faccio a ricavare la variazione di volume ?
per il calore sempre la relazione \( \displaystyle {Q}=\int{T}\cdot{d}{s} \) ? ovviamente non per le adiabatiche

Disegno \( \displaystyle {T}-{S} \)

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Disegno \( \displaystyle {P}-{V} \)

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