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Un po’ di ghiaccio secco

Un po’ di ghiaccio secco

Disciplina: Fisica Termodinamica 
di Paolo Cavallo, 10 Maggio 2013

Valeria propone un esercizio:

Un campione di 19,2 g di ghiaccio secco (biossido di carbonio solido) sublima (evapora) in un recipiente. Calcolare il lavoro di espansione compiuto contro una pressione esterna costante di 0,995 atm, mantenendo la temperatura costante a 22 °C. Assumere che il volume iniziale del ghiaccio secco sia trascurabile e che CO2 abbia un comportamento da gas ideale.

Ecco la mia risposta:

Una quantità di CO2 pari a una mole ha una massa di 44,01 g. Il campione in questione contiene una quantità di CO2 pari a n = (19,2 g)/(44,01 g) = 0,436 mol.

A una pressione p = 0,995 atm = 101 kPa e a una temperatura T = 22 °C = 295 K, una simile quantità di gas perfetto occupa un volume:
     V = nRT/p = 10,6·10–3 m3 = 10,6 L.
Nell'ipotesi di una espansione isobara alla pressione p da un volume pari a 0 fino al volume V, il lavoro termodinamico risulta:
     W = p·ΔV = 1,07 kJ.

Tag: equazione di stato, gas, lavoro, pressione


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