Problemi sui Principi della Termodinamica N° 8

T_{1} V_{1}^{γ - 1} = T_{2} V_{2}^{γ - 1} \to T_{2} = T_{1} {(\frac{V_{1}}{V_{2}})}^{γ - 1} = (250 + 273) {(\frac{1}{4})}^{\frac{7}{5} - 1} = 523 \cdot {(\frac{1}{4})}^{\frac{2}{5}} = 300 ° K

La successiva espansione libera è una trasformazione isoterma irreversibile.
La variazione di energia interna è quella corrispondente alla'espansione adiabatica:

▵ U = n \cdot c_{v} \cdot ▵ T = 5 \cdot \frac{5}{2} \cdot 8.314 \cdot (300 - 523) = - 23174 J

La variazione di entropia nell' espansione adiabatica reversibile è nulla (dato che è reversibile e adiabatica).
La variazione di entropia nell' espansione libera è:

▵ S = n \cdot R \cdot l n (\frac{V_{f}}{V_{i}}) = 5 \cdot 8.314 \cdot l n (\frac{8 V}{4 V}) = 28.8 J / ° K