I fondamenti della termodinamica
La termodinamica si occupa dello studio degli scambi di energia e materia. L'energia, che rappresenta la capacità di compiere un lavoro, si divide in energia cinetica $E_c=\frac{1}{2}mv^2$ ed energia potenziale.
Tre leggi fondamentali governano questo campo: la conservazione dell'energia (l'energia non può essere creata né distrutta), la conservazione della materia (in condizioni normali la quantità di materia rimane costante) e la conservazione dell'energia e della materia insieme nell'universo, la loro somma è costante, esprimibile con la famosa equazione $E=mc^2$.
In termodinamica, il lavoro (w) e il calore (q) sono due forme di trasferimento di energia. Il primo rappresenta un movimento contro una forza opposta, mentre il secondo è causato da una differenza di temperatura. La loro somma determina la variazione dell'energia interna di un sistema: ΔU=w+q
💡 Pensa ai sistemi termodinamici come a dei contenitori: quelli aperti scambiano energia e materia con l'esterno, quelli chiusi solo energia, mentre quelli isolati non scambiano nulla!
Ogni porzione dell'universo che studiamo è un sistema termodinamico, mentre tutto il resto è l'ambiente. I sistemi si distinguono in tre tipi: aperti (scambiano energia e materia), chiusi (scambiano solo energia) e isolati (non scambiano né energia né materia).