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Teoria
Equivalenza degli enunciati di Kelvin e Clausius: il sistema utilizzato per mostrare che se K è falso anche C lo è appare un po' strano. Esiste un approccio più standard basato sull'utilizzo del lavoro per trasferire calore da un serbatoio freddo a uno caldo. Questo approccio è del tutto speculare a quello della figura 6, utilizzata per dimostrare che se C è falso allora anche K lo è. Probabilmente il libro utilizza la trasformazione di lavoro in calore tramite l'attrito perché non ha ancora spiegato le macchine frigorifere. Tuttavia va notato che la dimostrazione connessa alla figura 6 di fatto usa una macchina frigorifera "impossibile".
pag 446, paragrafo "Entropia e trasformazioni reversibili". C'è un errore di battitura nella seconda frase dopo la formula "centrata": "si può infatti dimostrate" dovrebbe essere "si può infatti dimostrare".
la formula per calcolare ∆S nel caso reversibile in cui cambiano sia T che V non è discussa nella teoria, ma solo nel problema risolto 31, molto frettolosamente e parzialmente (solo il caso in cui il volume non varia). La formula serve nella risoluzione dei problemi 32, 33, 34.
Problemi
06. Nello svolgimento vengono considerati dei dati diversi da quelli forniti nel problema: |QcA| = 3 |QcB|, |LA| = 5 |LB|, |QfA| = 2 |QfB|. Utilizzando i dati forniti, |QcA| = 2 |QcB|, |LA| = 5 |LB|, |QfA| = |QfB|/2, si ha che i due rendimenti sono 1/3 e 5/6.
08. Numero di c.s. errato: L = 3,00·103 J.
09. Il risultato fornito, 349 K è errato a causa di una serie di grossolani errori algebrici e logici nello svolgimento. Il più macroscopico è un'uguaglianza tra una temperatura e il reciproco di una temperatura (insensato dal punto di vista dimensionale). La soluzione corretta è 255 K e il rendimento "iniziale" (erroneamente utilizzato nello svolgimento) è un dato superfluo.
14. Il risultato dovrebbe essere dato con 2 c.s.: Tc=1.5 ·102 °C.
15. Il risultato dovrebbe essere dato con 3 c.s. L = 2.53·103 J.
16. Il risultato dovrebbe essere dato con 3 c.s. Q = 13.3·1013 J.
19. Il risultato dovrebbe essere dato con 3 c.s. Qf = 5,87·105 J.
21(E) a differenza di quanto fatto fino alla pagina precedente, il problema non utilizza più i valori assoluti.
29. Errore tipografico. Nei dati Tf = 284K, ma il risultato viene calcolato assumendo Tf = 248K. È il primo valore ad essere evidentemente un refuso. Infatti se si usa 284K risulta T=278K < Tf che non è possibile per una macchina di Carnot. Se si usa 248K si ottiene il risultato proposto, T=267K > Tf.
32: la formula necessaria alla risoluzione non è discussa nella teoria, ma solo nell'esercizio risolto 31.
33: la formula necessaria alla risoluzione non è discussa nella teoria, ma solo nell'esercizio risolto 31.
34: la formula necessaria alla risoluzione non è discussa nella teoria, ma solo nell'esercizio risolto 31.
38: il testo dovrebbe precisare che la pompa di Calore è una macchina di Carnot.
39: il risultato è dato con 4 c.s., dovrebbero essere 3.
45: pieno di errori di calcolo. QA= 4551 J ≠ 4550 J, LA= 121 J ≠ 120 J, LB = 115 J ≠ 120 J. Probabilmente si tratta di una notazione ambigua per il numero di c.s.: i primi due risultati si devono intendere con 3 c.s., l'ultimo con 2.
47: il testo è incomprensibile. La locuzione “calore che un frigorifero USA per congelare” è fuorviante. L’idea qui è che il frigorifero, nel congelare 1,20 kg d’acqua inizialmente a 20°, disperde nell’ambiente lo stesso calore erogato dal calorifero.
51: il testo pone una domanda ("a quale valore sale la temperatura del fiume?") a cui non è possibile rispondere, visto che non è nota la temperatura iniziale dell'acqua del fiume. Infatti poi la soluzione fornita risponde alla domanda "Di quanto aumenta la temperatura del fiume?". Inoltre il risultato fornito contiene un errore di approssimazione, probabilmente dovuto ad approssimazioni intermedie. Il risultato calcolato da una formula che contiene solo i dati è 5,8 K = 5,8 °C. La formula finale è
dove Φ è il flusso d'acqua nel fiume e c è il calore specifico dell'acqua.
Temi di verifica: domanda sul II principio ha testo errato.
TEST
6: le risposte sono fuorvianti perché si utilizza una convenzione per cui l'ultimo zero non è significativo. Dovrebbero essere date tutte con due cifre significative. In alternativa la risposta corretta (B) dovrebbe essere 325 J.
12: il quesito non ha nulla a che fare con l'argomento trattato. L'argomento è trattato nel cap 8. La risposta fornita negli svolgimenti (D) è errata. La risposta corretta è A.
14: mancano le risposte. La risposta corretta è 250 J.
15: la risposta fornita negli svolgimenti (B) è errata. Il rendimento infatti è 1–T1/T2 = (T2 –T1)/T2. Per questo anche la risposta E è errata. La C è errata perché L>0. La D è errata perchè Q2+Q1 = |Qc|–|Qf|=|L|>0. La risposta corretta è la A.
16: la risposta fornita negli svolgimenti (C) è errata. Il rendimento infatti è 1–Tf / Tc = 1–200/600 = 1–1/3=2/3. Quindi la risposta corretta è la B.
17: la risposta fornita negli svolgimenti (A) è palesemente errata, visto che il moto perpetuo non è realizzabile. La risposta corretta è C (B va scartata perché per una trasformazione reversibile in un sistema isolato l'entropia non aumenta ma rimane costante).
20: il quesito 20 è del tutto identico al quesito 9.
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