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Politecnico di Milano - A.A. 2023/2024 Corso di Laurea in Ingegneria Matematica Esame di Termodinamica e Processi Energetici - Appello 25 gennaio 2024 Cognome: Nome: Numero di matricola: Voto 1 -. . . . . . . . . /10 2 -. . . . . . . . . /10 3 -. . . . . . . . . /10 Complessivo . . . . . . . . . /30 Il tempo a disposizione è di 2 ore. Non possono essere consultati libri e appunti. Il punteggio massimo è di 30/30. Al termine della prova deve essere consegnato il testo dell’esame con i risultati numerici riportati a fianco di ogni domanda, nelle unità di misura richieste dal problema, ed un solo foglio protocollo con lo svolgimento degli esercizi. Problema 1 (10 punti) All’interno di un cilindro chiuso da un pistone è contenuta una massam = 6 .5 g di aria alla temperatura T1 = 250 ◦C ed alla pressionep1 = 5 bar. Ad un certo momento l’aria viene fatta espandere fino a raddoppiare il proprio volume. Considerando l’aria un gas perfetto, determinare: 1. la disponibilità adiabatica dell’aria nello stato iniziale, inJ 2. l’energia disponibile dell’aria nello stato iniziale rispetto a un serbatoio alla temperaturaT0 = 20 ◦C e pressione p0 = 1 bar, in J Successivamente, l’aria è fatta espandere adiabaticamente fino alla pressionep4 = 1 .5 bar e T4 = 100 ◦C. La base del cilindro è poi messa in contatto termico con un serbatoio alla temperaturaTa = 20 ◦C. L’aria evolve a pressione costante fino a un nuovo stato di equilibrio. Trascurando la capacità termica del cilindro e del pistone, determinare: 3. il calore ceduto dall’aria, inJ Inoltre: 4. Indicare qualitativamente nel diagrammaU − S lo stato iniziale diA (A1) e gli stati finali raggiunti nei punti 2 (A2) e 3 (A3) Problema 2 (10 punti) Una portata di aria umida alla temperaturaT1 = 50 ◦C, umidità relativaϕ1 = 10 % e pressione…