Energia e Lavoro in Termodinamica

L'energia meccanica di un sistema è la somma di energia cinetica ed energia potenziale. Quando due sistemi si scambiano energia meccanica, tale energia in transito è definita lavoro.

Definizione: Il lavoro è la parte di energia meccanica che viene scambiata tra sistemi.

Formule fondamentali:

• Energia cinetica: Ec = 1/2 mv²
• Energia potenziale (per forza costante): Ep = mgz
• Lavoro (per forza costante): W = Fs

Per il lavoro con forza variabile: W = ∫ F ds

Un tipo particolare di lavoro è il lavoro di variazione di volume: Wv = ∫ pdV

Esempio: Il lavoro di tensione superficiale è il lavoro necessario per allargare la superficie di un fluido di una quantità infinitesima: Wsup = σ ΔA

Esistono anche forme di lavoro non meccanico, come:

• Lavoro elettrico
• Lavoro magnetico
• Lavoro di polarizzazione elettrica

Highlight: Il lavoro è una grandezza che descrive il trasferimento di energia tra sistemi, non una proprietà intrinseca di un sistema.

Trasformazioni Termodinamiche

Le trasformazioni termodinamiche possono essere di equilibrio o reali. Le trasformazioni di equilibrio sono processi ideali rappresentabili come successioni continue di stati di equilibrio.

Definition: Un processo quasi statico è un processo reale che si approssima a una trasformazione di equilibrio.

Example: Trasformazioni particolari:

• Isotermica: temperatura costante
• Isobarica: pressione costante
• Isocora: volume costante