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 TERMODINAMICA
La termodinamica si occupa delle reciproche
trasformazioni tra le varie forme di energia in
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FISICA TECNICA: lezione introduttiva alla termodinamica

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TERMODINAMICA La termodinamica si occupa delle reciproche trasformazioni tra le varie forme di energia in sistemi interagenti tra loro. SISTEMI TERMODINAMICI: Sistema - Parte finita di un universo fisico, con contorno reale o ideale, che viene presa in considerazione nell'ambito di uno specifico problema. La scelta è generalmente arbitraria. Ambiente Il complemento del sistema rispetto all'universo considerato. Sistema aperto Può scambiare materia con l'ambiente. Sistema chiuso → Non può scambiare materia con l'ambiente. Sistema isolato →→ Non può scambiare alcuna forma di energia con l'ambiente. Il confine di un sistema può essere: Fisso / Mobile PROPRIETÀ DI UN SISTEMA: NOTA: esiste sempre uno scambio di energia associato ad uno scambio di materia. L_ ambiente Sistema Isolato> Chiuso Aperto Reale Immaginario > Non isolato => Ogni caratteristica di un sistema termodinamico è chiamata proprietà. Es. Pressione, temperatura, volume, massa. Una proprietà si dice intensiva se non| Una proprietà si dice estensiva quando dipende dalle dimensioni del sistema (temperatura, pressione, densità). dipende linearmente dalla massa del sistema (volume, energia totale). Massa: misura della quantità di materia presente in un corpo. Grandezza fisica che determina il comportamento dinamico dei corpi materiali quando sono soggetti all'influenza di forze esterne. Volume: misura dello spazio occupato da un corpo. V = V 1 Р Volume specifico Densità Peso specifico 8₁=Pg Pressione: grandezza fisica intensiva definita come il rapporto tra il modulo della forza agente ortogonalmente su una superficie e la sua area. Pressione P = m V P P= F₁ A Principio di Pascal: la pressione applicata ad un fluido racchiuso...

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in un recipiente si trasmette invariata ad ogni parte del fluido ed alle pareti del recipiente. Temperatura: proprietà fisica intensiva. Su scala microscopica, viene definita come l'indice dello stato di agitazione molecolare del sistema. Quando due sistemi si trovano in equilibrio termico non avviene nessun trasferimento di energia e si dice che sono alla stessa temperatura. Quando esiste una differenza di temperatura, il calore tende a muoversi dal sistema a T maggiore verso quello a T minore, fino al raggiungimento dell'equilibrio termico. Principio ZERO della termodinamica: se due sistemi A e B sono in equilibrio termico tra loro e un terzo sistema C è in equilibrio termico con A, allora anche i sistemi B e C sono in equilibrio termico. Energia meccanica: È la somma di energia cinetica ed energia potenziale attinenti allo stesso sistema (da distinguere dall'energia interna totale del sistema E in cui rientra anche l'energia interna). Quando due sistemi si scambiano tra loro energia meccanica, tale energia in transito è definita lavoro. Dunque l'energia meccanica può essere posseduta da un sistema e scambiata con altri sistemi, mentre il lavoro corrisponde solamente alla parte di energia meccanica che è scambiata. Energia cinetica Energia potenziale Se la forza è costante • E₁ = 1 m v² 2 Lavoro: Per avere un trasferimento di energia meccanica tramite lavoro: • Ci deve essere una forza che agisce su un contorno. Il contorno deve subire uno spostamento. Se la forza è variabile Ep = mgz => W = Fs 1 ²F ds Lavoro di variazione di volume — W, = S² pdV 1 Tensione superficiale: SWs = Os dA SW, è il lavoro necessario per allargare la superficie di un fluido di una quantità infinitesima. La tensione superficiale è quindi un'energia per unità di superficie. Lavoro positivo → Superficie di interfaccia aumenta. 2 Lavoro di tensione superficiale | Wsup = √² Os dA Lavoro non meccanico: Lavoro elettrico → Associato ad elettroni che si muovono per effetto di una differenza di potenziale elettrico. Lavoro magnetico Lavoro di polarizzazione elettrica dovute a fenomeni di polarizzazione. TRASFERIMENTO DI CALORE: Effettuato da una forza generata da un campo magnetico. Effettuato da forze elettrostatiche Calore: forma di energia, associata al movimento casuale di atomi e molecole, trasferita tra due sistemi (o tra sistema ed ambiente) in virtù di una differenza di temperatura. All'aumentare di questa aumenta lo scambio. →▷ variabile intensiva Calore massico Q a potenza termica costante Q a potenza termica variabile 9= Q variabile estensiva m — Q = Q At DQ=S ² Q dt t₁ Trasformazione adiabatica: processo durante il quale NON c'è trasmissione di calore. Una trasformazione può risultare adiabatica quando il sistema è isolato, oppure quando sistema e ambiente sono alla stessa temperatura. Meccanismi di trasferimento di calore: Conduzione - Trasferimento di energia in presenza di un gradiente di temperatura (AT) in un mezzo stazionario (le sue variabili termodinamiche sono costanti nel tempo), il quale può essere un solido o un fluido (a patto che non si muova). • Convezione Trasmissione di calore tra una superficie e un fluido in movimento, i quali si trovano a temperature differenti. • Irraggiamento Tramite emissione di onde elettromagnetiche (o fotoni). → Energia interna U: Estensiva Può essere definita come la somma di tutte le forme microscopiche di energia di un sistema. Energia interna: Energia termica: Energia sensibile: associata alle energie cinetiche delle molecole. Energia latente: associata ai cambiamenti di fase di una sostanza. Energia chimica: associata ai legami atomici in una molecola. Energia nucleare: associata ai legami forti all'interno dell'atomo. Uno stato di un sistema è l'insieme dei valori assunti dai parametri macroscopici che caratterizzano il sistema stesso (p, V, T...). Uno stato termodinamico è in equilibrio se i parametri che lo definiscono sono stazionari, cioè indipendenti dal tempo. Equlibrio termico: nessun cambiamento di T nell'intero sistema. ● Equilibrio meccanico: nessun cambiamento di P in alcun punto del sistema. Equilibrio di fase: nessun cambiamento di massa di ognuna fase in alcun punto del sistema. Equilibrio chimico: nessun cambiamento della composizione chimica nel sistema (nessuna reazione chimica). Postulato di stato: Lo stato di un sistema semplice comprimibile è completamente definito da due proprietà intensive indipendenti. La terza proprietà è univocamente determinata. Un sistema semplice comprimibile è un sistema che NON coinvolge fenomeni di natura elettrica, magnetica, cinetici e di tensione superficiale. PV=nRT Le variabili di stato sono grandezze che possono essere utilizzate per caratterizzare un particolare stato termodinamico. Ad esempio, quello di un gas può essere caratterizzato da P, V e T. Una funzione di stato è una grandezza fisica il cui valore dipende solamente dalle condizioni assunte da un sistema all'inizio e alla fine di una trasformazione termodinamica, cioè dallo stato iniziale e finale, e NON dipende dal particolare percorso seguito durante la trasformazione. (U) Funzione di stato. (W) Non è una funzione di stato.

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Un appunto così carino per la scuola 😍😍, è davvero utile!

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TERMODINAMICA La termodinamica si occupa delle reciproche trasformazioni tra le varie forme di energia in sistemi interagenti tra loro. SISTEMI TERMODINAMICI: Sistema - Parte finita di un universo fisico, con contorno reale o ideale, che viene presa in considerazione nell'ambito di uno specifico problema. La scelta è generalmente arbitraria. Ambiente Il complemento del sistema rispetto all'universo considerato. Sistema aperto Può scambiare materia con l'ambiente. Sistema chiuso → Non può scambiare materia con l'ambiente. Sistema isolato →→ Non può scambiare alcuna forma di energia con l'ambiente. Il confine di un sistema può essere: Fisso / Mobile PROPRIETÀ DI UN SISTEMA: NOTA: esiste sempre uno scambio di energia associato ad uno scambio di materia. L_ ambiente Sistema Isolato> Chiuso Aperto Reale Immaginario > Non isolato => Ogni caratteristica di un sistema termodinamico è chiamata proprietà. Es. Pressione, temperatura, volume, massa. Una proprietà si dice intensiva se non| Una proprietà si dice estensiva quando dipende dalle dimensioni del sistema (temperatura, pressione, densità). dipende linearmente dalla massa del sistema (volume, energia totale). Massa: misura della quantità di materia presente in un corpo. Grandezza fisica che determina il comportamento dinamico dei corpi materiali quando sono soggetti all'influenza di forze esterne. Volume: misura dello spazio occupato da un corpo. V = V 1 Р Volume specifico Densità Peso specifico 8₁=Pg Pressione: grandezza fisica intensiva definita come il rapporto tra il modulo della forza agente ortogonalmente su una superficie e la sua area. Pressione P = m V P P= F₁ A Principio di Pascal: la pressione applicata ad un fluido racchiuso...

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in un recipiente si trasmette invariata ad ogni parte del fluido ed alle pareti del recipiente. Temperatura: proprietà fisica intensiva. Su scala microscopica, viene definita come l'indice dello stato di agitazione molecolare del sistema. Quando due sistemi si trovano in equilibrio termico non avviene nessun trasferimento di energia e si dice che sono alla stessa temperatura. Quando esiste una differenza di temperatura, il calore tende a muoversi dal sistema a T maggiore verso quello a T minore, fino al raggiungimento dell'equilibrio termico. Principio ZERO della termodinamica: se due sistemi A e B sono in equilibrio termico tra loro e un terzo sistema C è in equilibrio termico con A, allora anche i sistemi B e C sono in equilibrio termico. Energia meccanica: È la somma di energia cinetica ed energia potenziale attinenti allo stesso sistema (da distinguere dall'energia interna totale del sistema E in cui rientra anche l'energia interna). Quando due sistemi si scambiano tra loro energia meccanica, tale energia in transito è definita lavoro. Dunque l'energia meccanica può essere posseduta da un sistema e scambiata con altri sistemi, mentre il lavoro corrisponde solamente alla parte di energia meccanica che è scambiata. Energia cinetica Energia potenziale Se la forza è costante • E₁ = 1 m v² 2 Lavoro: Per avere un trasferimento di energia meccanica tramite lavoro: • Ci deve essere una forza che agisce su un contorno. Il contorno deve subire uno spostamento. Se la forza è variabile Ep = mgz => W = Fs 1 ²F ds Lavoro di variazione di volume — W, = S² pdV 1 Tensione superficiale: SWs = Os dA SW, è il lavoro necessario per allargare la superficie di un fluido di una quantità infinitesima. La tensione superficiale è quindi un'energia per unità di superficie. Lavoro positivo → Superficie di interfaccia aumenta. 2 Lavoro di tensione superficiale | Wsup = √² Os dA Lavoro non meccanico: Lavoro elettrico → Associato ad elettroni che si muovono per effetto di una differenza di potenziale elettrico. Lavoro magnetico Lavoro di polarizzazione elettrica dovute a fenomeni di polarizzazione. TRASFERIMENTO DI CALORE: Effettuato da una forza generata da un campo magnetico. Effettuato da forze elettrostatiche Calore: forma di energia, associata al movimento casuale di atomi e molecole, trasferita tra due sistemi (o tra sistema ed ambiente) in virtù di una differenza di temperatura. All'aumentare di questa aumenta lo scambio. →▷ variabile intensiva Calore massico Q a potenza termica costante Q a potenza termica variabile 9= Q variabile estensiva m — Q = Q At DQ=S ² Q dt t₁ Trasformazione adiabatica: processo durante il quale NON c'è trasmissione di calore. Una trasformazione può risultare adiabatica quando il sistema è isolato, oppure quando sistema e ambiente sono alla stessa temperatura. Meccanismi di trasferimento di calore: Conduzione - Trasferimento di energia in presenza di un gradiente di temperatura (AT) in un mezzo stazionario (le sue variabili termodinamiche sono costanti nel tempo), il quale può essere un solido o un fluido (a patto che non si muova). • Convezione Trasmissione di calore tra una superficie e un fluido in movimento, i quali si trovano a temperature differenti. • Irraggiamento Tramite emissione di onde elettromagnetiche (o fotoni). → Energia interna U: Estensiva Può essere definita come la somma di tutte le forme microscopiche di energia di un sistema. Energia interna: Energia termica: Energia sensibile: associata alle energie cinetiche delle molecole. Energia latente: associata ai cambiamenti di fase di una sostanza. Energia chimica: associata ai legami atomici in una molecola. Energia nucleare: associata ai legami forti all'interno dell'atomo. Uno stato di un sistema è l'insieme dei valori assunti dai parametri macroscopici che caratterizzano il sistema stesso (p, V, T...). Uno stato termodinamico è in equilibrio se i parametri che lo definiscono sono stazionari, cioè indipendenti dal tempo. Equlibrio termico: nessun cambiamento di T nell'intero sistema. ● Equilibrio meccanico: nessun cambiamento di P in alcun punto del sistema. Equilibrio di fase: nessun cambiamento di massa di ognuna fase in alcun punto del sistema. Equilibrio chimico: nessun cambiamento della composizione chimica nel sistema (nessuna reazione chimica). Postulato di stato: Lo stato di un sistema semplice comprimibile è completamente definito da due proprietà intensive indipendenti. La terza proprietà è univocamente determinata. Un sistema semplice comprimibile è un sistema che NON coinvolge fenomeni di natura elettrica, magnetica, cinetici e di tensione superficiale. PV=nRT Le variabili di stato sono grandezze che possono essere utilizzate per caratterizzare un particolare stato termodinamico. Ad esempio, quello di un gas può essere caratterizzato da P, V e T. Una funzione di stato è una grandezza fisica il cui valore dipende solamente dalle condizioni assunte da un sistema all'inizio e alla fine di una trasformazione termodinamica, cioè dallo stato iniziale e finale, e NON dipende dal particolare percorso seguito durante la trasformazione. (U) Funzione di stato. (W) Non è una funzione di stato.