Gas in un recipiente

Messaggioda marco.ve » 12/08/2017, 11:42

Ciao a tutti, volevo chiedervi se vi sembrano corretti come ragionamenti e se no come rispondereste

Un recipiente è costituito da due contenitori sferici uguali A e B, collegati tra loro da un tubicino chiuso da un rubinetto; inizialmente in A c'è del gas mentre in B il vuoto. Si apre il rubinetto, del gas passa da A a B finché non si raggiungono condizioni di equilibrio. Il recipiente, a pareti rigide, viene tenuto fermo durante il processo.

Trascurando la forza peso si dica se:
a) Sul gas agiscono forze esterne?
Sì, quella dovuta alle pareti del recipiente, se così non fosse aprendo il rubinetto il gas non si espanderebbe.

b) Le forze esterne in generale fanno lavoro sulla singola molecola, e il lavoro totale sul gas di queste forze è nullo o no?
Non ne so molto di come funzionano a livello molecolare gli urti, ma se una molecola di gas si scontra con la parete dovrebbe continuare il suo moto ostacolato dalle forze sviluppate dalla parete fino a fermarsi e invertire il verso del moto.
In questo modo il lavoro che svolge la parete è prima negativo e poi positivo ed è nullo solo se velocità iniziale e finale della molecola hanno lo stesso modulo, il che avviene solo se l'urto è elastico, situazione limite, quindi il lavoro svolto dalla parete dovrebbe essere $<0$ (perlomeno su quelle molecole che urtano la parete).
Considerando il gas da un punto di vista macroscopico invece le forze esterne non compiono lavoro potendosi considerare le pareti ferme.

c) Durante la trasformazione le forze esterne esercitano un impulso sul gas?
Quanto vale l'impulso complessivo esercitato sul gas durante la trasformazione dallo stato iniziale a quello finale?
Poichè durante la trasformazione il centro di massa si muove di moto accelerato (almeno in un certo intervallo di tempo da quando si apre il rubinetto e poi in un altro intervallo poco prima di raggiungere lo stato finale di equilibrio), l'impulso non è nullo. Al contrario poichè la velocità del cdm all'inizio e alla fine è nulla segue che anche l'impulso complessivo lo è.

Grazie in anticipo
marco.ve
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Re: Gas in un recipiente

Messaggioda Omar93 » 12/08/2017, 13:18

Come fa una parete fissa a svolgere lavoro su una molecola?
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Re: Gas in un recipiente

Messaggioda marco.ve » 12/08/2017, 13:41

Intendo le molecole della parete contro cui va a sbattere, che non credo restino completamente fisse in un urto
marco.ve
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Re: Gas in un recipiente

Messaggioda Omar93 » 12/08/2017, 13:57

Immagino che il gas sia ideale, quindi le molecole sono rigide. Quando la parete esercita una forza sulla molecola incidente, quest'ultima non si sposta mica.
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Re: Gas in un recipiente

Messaggioda marco.ve » 12/08/2017, 14:15

Scusa ma non ti seguo, probabilmente sono io che ho le idee confuse.
Il gas (che nel testo non si specifica se reale o ideale quindi credevo che per le risposte fosse indifferente) si espande fino a occupare tutto il recipiente, durante questa trasformazione è molto probabile che delle molecole vadano a urtare le pareti, o meglio alcune molecole del materiale che costituisce le pareti. In quest'urto credevo che le molecole della parete si sarebbero spostate a causa della forza esercitata dalla molecola del gas fino a quando, grazie alla struttura rigida del materiale, sarebbero ritornate alla posizione di partenza.
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Re: Gas in un recipiente

Messaggioda marco.ve » 15/08/2017, 10:02

Gentilmente qualcuno potrebbe aiutarmi? :)
marco.ve
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