Dato un recipiente fatto di materiale isolante termicamente, e costituito da un pistone di massa trascurabile libero di muoversi, all'interno sono contenuti
di gas ignoto, che può essere o Azoto (un gas biatomico di peso molecolare
) oppure Argon (monoatomico e di peso molecolare
). Si conosce la temperatura iniziale
, la pressione interna iniziale
e la pressione esterna, che rimane costante,
. Lo stato iniziale è mantenuto in equilibrio. Lasciando il pistone libero, il gas si espande e raggiunge uno stato di equilibrio a una temperatura finale
.
a) Si dica se all'interno del recipiente vi è
oppure
b) Si trovino i volumi finale e iniziale
e
c) Quanto valgono i valori di
,
e
(rispettivamente la variazione di energia interna durante la trasformazione, il calore scambiato e il lavoro fatto dal punto di vista del gas)
d) Quanto vale la variazione di entropia del gas? E dell'ambiente?
e) Se la trasformazione fosse avvenuta in maniera reversibile, quanto lavoro
si sarebbe prodotto?
