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Trasformazioni statiche e quasi statiche

Discutendo delle trasformazioni a cui può essere sottoposto un gas ideale, si sono utilizzate grandezze fisiche quali temperatura, densità e pressione. Nel fare ciò si è tacitamente assunto che queste grandezze avessero lo stesso valore in tutti i punti del sistema dato. Quando ci si trova in tali condizioni le grandezze sono dette variabili termodinamiche di stato.
In realtà, l’uniformità di tali grandezze in tutti i punti del sistema è possibile solamente in condizioni di equilibrio ed è continuamente violata nel corso di tutte le trasformazioni. Per esempio, se si preme leggermente su un pistone di un cilindro a tenuta, il gas, nelle vicinanze del pistone, viene lievemente compresso e, pertanto, la pressione, la densità e la temperatura, in quella zona, cambiano. In quell'istante, le stesse grandezze, in altre zone del sistema non sono cambiate mentre, dopo un certo tempo T, che spesso è detto tempo di rilassamento, si ricreerà l'equilibrio, e le variabili termodinamiche assumeranno valori nuovi e identici in tutti i punti del gas.

Supponiamo che la compressione avvenga così lentamente da garantire il ripristino continuo del processo di equilibrio. Allora il processo può essere pensato come sovrapposizione di un gran numero di compressioni elementari nelle quali il tempo di compressione sia molto più grande del tempo di rilassamento. Inoltre per il fatto che, dopo ogni micro compressione, si assiste al ripristino dell'equilibrio, si potrà pensare all'intera trasformazione come ad una successione di stati di equilibrio.
I processi, nei quali un sistema fisico passa attraverso una successione continua di stati di equilibrio, sono detti processi quasi statici.

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