Esercizio ciclo termodinamico

[BigDummy]

Salve ragazzi, avrei bisogno di un chiarimento sul punto e di questo esercizio:

https://imgur.com/fH9Jp4B

Disegnando sul piano p-V ho un ciclo percorso in senso orario, in quanto AB la tratto come isoterma,BC isoterma, CD è una compressione isobara e DA è adiabatica.
Quindi avrei detto che è un ciclo diretto.
Calcolando il rendimento mi viene:
$eta=L/Q_(ass)= 1-abs(Q_(ced))/Q_(ass) =1- abs(Q_(CD))/Q_(BC)= 1 - (5/2(1-4^(-2/5)))/ln(2) = -0,5$

Chiaramente sbagliato.
Infatti calcolando il lavoro totale di questo ciclo viene negativo, dunque deve essere un ciclo inverso ed ecco spiegato il motivo di quel valore negativon del rendimento.
Tuttavia come può un ciclo che viene percorso in senso orario essere inverso? Mi viene da pensare che quell'espansione libera AB non posso trattarla come isoterma .. sono perplesso!


Vi linko la soluzione del prof, cosi potete anche vedere i valori dei vari stati precedenti:
https://imgur.com/ShyblTc

Grazie!

[Faussone]

Certo quell'espansione libera non puoi trattarla come una isoterma reversibile, non viene compiuto lavoro infatti.

A me comunque il problema leggendolo così pare indeterminato, mi sembra manchi un dato (per esempio la pressione dell'isobara.

[BigDummy]

Non posso trattarla come isoterma reversibile,però per calcolare le altre coordinate termodinamiche posso comunque sfruttare il fatto che $T_A=T_B$ (applicando quindi la legge di Boyle,cosa che ho fatto per ricavarmi $p_C$ ) ,giusto?


Tuttavia quello che mi chiedo (e che sicuramente ho sbagliato a fare) è : l'espansione libera come si dovrebbe tracciare sul piano p-V??

Perché secondo me l'esercizio non torna per questo,perchè l'ho tracciata come un' isoterma e questo mi ha portato a dire che il ciclo fosse diretto poiché percorso in senso orario.
Però a questo punto non saprei disegnare questo ciclo; come fa a chiudersi?

[Faussone]

Non posso trattarla come isoterma reversibile,però per calcolare le altre coordinate termodinamiche posso comunque sfruttare il fatto che $T_A=T_B$ (applicando quindi la legge di Boyle,cosa che ho fatto per ricavarmi $p_C$ ) ,giusto?

Sì corretto, non avevo notao che in C conosci il volume , quindi in realtà la pressione della isobara è nota.

Tuttavia quello che mi chiedo (e che sicuramente ho sbagliato a fare) è : l'espansione libera come si dovrebbe tracciare sul piano p-V??

Sul piano pV non si vedrebbe la differenza in effetti, dovresti solo tratteggiare il tratto AB per ricordarti che è una espansione libera irreversibile.

Non riesco a dedicare al problema il tempo necessario, ancora ci vedo qualcosa di oscuro comunque, visto che a secondo di quanto il punto B sia vicino a C le cose possono cambiare, ma prendi con beneficio di inventario e come spunto di riflessione, per ora.