25 01 2024 E TS

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Politecnico di Milano - A.A. 2024/2025 Corso di Laurea in Ingegneria Matematica Esame di Termodinamica e Processi Energetici - Appello 24 gennaio 2025 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) In un recipiente cilindrico disposto verticalmente, di sezioneS = 1 m2, può scorrere senza attrito un pistone di massa mp = 1000 kge spessore d = 0.2 m. Il pistone e le pareti laterali del recipiente sono isolate termicamente così come il fondo del cilindro stesso (v. figura). La camera interna contiene una massamG = 2 kg di acqua ghiacciata alla temperaturaT G 1 = 0 ◦C e un volumeV B 1 = 8 m3 di gas perfetto biatomico. Ghiaccio e gas sono separati da un setto rigidoAB diatermico. Al di sopra del pistone il cilindro è riempito di acqua: l’altezza del pelo libero dell’acqua rispetto al settoAB è h = 10.2 m. A seguito del riscaldamento del fondo del recipiente, il pistone si solleva molto lentamente fino alla posizioneCD facendo tracimare tutta l’acqua. Considerando una pressione atmodferica p0 = 1 bar, un calore latente di liquefazione del ghiacciohsl = 333 kJ/kg e trascurando la variazione di volume del ghiaccio, determinare (processo 12): 1. la pressione iniziale del gas, inkPa 2. il lavoro compiuto dal gas, inkJ 3. il calore fornito al sistema, inkJ 4. la variazione di entropia del sistema composto da…