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Scrivo in merito ad un problema di termodinamica che mi lascia abbastanza perplesso. Lo potete trovare nella prova nazionale 1997.
Si parla di un cilindro inserito in un tubo in cui vi è dell'azoto, il cilindro ha la funzione di isolare due compartimenti rispettivamente a destra e a sinistra di esso in cui c'è la stessa quantità di azoto.

Quando il tubo viene messo in verticale, seguendo la soluzione ufficiale, si calcolano le due pressioni dell'azoto (sopra e sotto) utilizzando la legge di Boyle!
Come può dare per scontato che la trasformazione sia isoterma e l'azoto non aumenti di temperatura quando è compresso?

Ciò che mi ha lasciato ancora più stupito è che il problema prosegue dicendo che il tubo viene scosso verso destra e viene chiesto di calcolare il lavoro subito dal gas. E questa volta (a mio parere giustamente) considera la trasformazione adiabatica e quindi con una variazione di temperatura.

Non riesco veramente a capire il motivo della differenza dei due approcci, e come possa considerare la prima trasformazione isoterma..

Si anche quando l'ho fatto io ho avuto l'impressione che il testo non sia il massimo della chiarezza. Comunque la cosa è che quando metti il tubo in verticale si parte dall'idea che il gas rimanga in equilibrio termico con l'ambiente e quindi fa un isoterma, mentre nel secondo caso la sbarretta è spostata cosi velocemente che il gas non può scambiare calore.
Secondo me entrambe le cose sono discutibili: spesso quando si scrive un problema di termodinamica ci si fa prendere un po la mano e si dimentica che ( entro i limiti dell'idealità del gas perfetto ) è vero che l'equazione di stato è sempre valida, ma l'applicazione delle equazioni di trasformazione durante il periodo dei processi del gas ha validità solo se la trasformazione è approssimabile a quasistazionaria cioè molto lenta. Quando ci si dimentica questo vengono fuori problemi un po a caso in cui può sembrare che con due idee giuste si ottengono risultati diversi. Ho fatto un mesetto fa un problema ipho in cui quest'incoerenza era molto evidente.