Confronto fra i processi isotermici e i processi isoentropici

Questa pubblicazione origina dal recente scambio di commenti con l'utente Giangio al post intitolato "La trasformazione isoterma".
L'immagine che segue mostra un confronto fra i processi di espansione di tipo isotermo e isoentropico (adiabatico reversibile). Lo stato iniziale dei quattro processi è lo stesso ed è identificato dal punto di incontro delle quattro linee che rappresentano le trasformazioni e risulta posizionato in alto a sinistra. Lo stato finale ha in comune solo il valore del volume specifico.
Il lavoro di volume associato alle trasformazioni è rappresentato dall'area che si trova al di sotto delle curva che rappresenta il processo. La figura mostra che l'area al di sotto della curva relativa al processo isotermo (curva di colore blu) è quella più elevata. Seguono in ordine decrescente quella relativa al processo isoentropico del gas poliatomico (curva di colore viola), del gas biatomico (curva di colore rosso) e del gas monoatomico (curva di colore verde).
Per maggiori informazioni sul lavoro di volume si rimanda a quanto scritto sul sito di Scienza Laterale.


La prossima immagine è relativa al confronto fra i processi di compressione di tipo isotermo e isoentropico (adiabatico reversibile). In questo caso lo stato iniziale è posizionato in basso a destra e i processi si interrompono al raggiungimento dello stesso volume specifico finale.
Per quanto riguarda il lavoro di volume la figura mostra che l'area al di sotto della curva relativa al processo isotermo (curva di colore blu) è quella con il valore più basso. Seguono in ordine crescente quella relativa al processo isoentropico del gas poliatomico (curva di colore viola), del gas biatomico (curva di colore rosso) e del gas monoatomico (curva di colore verde).


La terza immagine proposta mostra di nuovo un confronto fra i processi di espansione di tipo isotermo e isoentropico (adiabatico reversibile). I quattro processi partono ancora dal medesimo stato iniziale posizionato in alto a sinistra, ma questa volta si interrompono al raggiungimento della stessa pressione finale.
La figura mostra che il lavoro di volume relativo al processo isotermo (curva di colore blu) è quello più elevato. Seguono in ordine decrescente quella relativa al processo isoentropico del gas poliatomico (curva di colore viola), del gas biatomico (curva di colore rosso) e del gas monoatomico (curva di colore verde).


L'ultima immagine è relativa al confronto fra i processi di compressione di tipo isotermo e isoentropico (adiabatico reversibile). I quattro processi partono sempre dallo stesso stato iniziale posizionato in basso a destra ma si fermano al raggiungimento dello stesso valore di pressione finale.
Essendo il lavoro di volume associato alle trasformazioni rappresentato dall'area che si trova al di sotto delle curva che rappresenta il processo, rispetto ai casi precedenti è meno chiara la graduatoria dei lavori di volume coinvolti. Tuttavia è possibile dimostrare numericamente che l'area al di sotto della curva relativa al processo isotermo (curva di colore blu) è quella più elevata. Seguono in ordine decrescente quella relativa al processo isoentropico del gas poliatomico (curva di colore viola), del gas biatomico (curva di colore rosso) e del gas monoatomico (curva di colore verde).

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