Appunti di Termodinamica

Fisica tecnica

Sistema - quantità di materiale o regione di spazio che si prende in considerazione

Ambiente - tutto ciò che non è sistema

Contorno - superficie reale o immaginaria, che separa sistema e ambiente

Fisso - Mobile

Esempio di contorno mobile

Parete

Rigida - fissa

Adiabatica - non permette scambi di calore

Impermeabile - non permette passaggio di massa

Sistema

Chiuso - senza passaggio di materia = massa (per ora sì)

Aperto - permette passaggio di massa

Isolato - non può interagire con l’ambiente

Proprietà

Ogni caratteristica del sistema termodinamico.

Grandezza fisica misurabile direttamente e indirettamente: è un valore in un dato istante che dipende da risultati di misure effettuate in altri istanti.

Se è funzione unicamente dello stato del sistema

Sono proprietà v(t) bscosti, posizioni, densità, pressione ecc.

Non lo è la Velocità.

Stato - caratterizzazione del sistema in un dato istante.

Fisica tecnica

Sistema - quantità di materiale o regione di spazio che si prende in considerazione.

Ambiente - tutto ciò che non è sistema.

Contorno - superficie reale o immaginaria che separa sistema e ambiente.

Fisso Mobile

Esempio di contorno mobile

Parete

Rigida - fissa

Adiabatica - non permette scambi di calore

Impermeabile - non permette passaggio di massa

Sistema

Chiuso - senza passaggio di materia = massa (porta energia)

Aperto - permette passaggio di massa

Isolato - non può interagire con l'ambiente

Proprietà

Ogni caratteristica del sistema termodinamico.

Grandezza fisica misurabile direttamente o indirettamente il cui valore in un dato istante non dipende da risultati di misure effettuate in altri istanti.

Se è funzione unicamente dello stato del sistema.

Sono proprietà: viscosità, potenziale, densità, pressione, etc.

Non lo è la velocità.

Stato - caratterizzazione del sistema in un dato istante.

Processo

Processo - Un sistema che evolve da uno stato ad un altro induce un processo.

Può avere interazione con l'ambiente.

Può essere spontaneo - un lascia tracce sull'ambiente.

Processi meccanici - che determinano nell'ambiente un effetto meccanico.

Processo reversibile - se esiste almeno un modo per riportare sia il sistema sia l'ambiente ai rispettivi stati iniziali.

Cioè che tutti gli effetti siano annullabili.

Energia

Energia - proprietà posseduta da tutta la materia con svariate forme (cin.) (potenziale, elettrica, chimica ecc.)

Godimento della proprietà additiva e conservativa.

Principio della termodinamica

Legge di conservazione dell'energia - si estende la proprietà energia ai sistemi non meccanici.

(ΔE_p = 0 ΔE_k)

mph - energia che viene trasferita all'interno del sistema

- attiva la resistenza elettrica

- prodotto lavoro elettrico

Spostando il peso in basso nella t muove - prodotto lavoro meccanico

- trasferimento mph

I due processi sono diversi ma d'altro che lo stesso risultato => l'acqua si è "scaldato".

=> Fissate due stat., il lavoro compiuto se in sistema con isolamento termico perfetto è indipendente dai dettagli del processo.

Conseguenza -> esiste una proprietà energia interna (U) tale che

ΔU = U₂ - U₂ = L^- (L^- lavoro uscente dal sistema)

L^- = -L⁺ lavoro trasferito all'interno del sistema.

Bilancio di energia

ΔU = Q^- - L^-

1° Principio della termodinamica

p^x che U è una fiore di stato di percorso che sto facendo

Lavoro

differenziale di parte del percorso

L₁₂ = ∫₁² (sL)

Lavoro meccanico

ΔL_m = F ds = -p A ds = p^- F^A = p dV_volume

L_v = ∫₁² pdV per deformazione di volume

Lavoro elettrico

L_ee = V N = al contrario = ∫₁² L_ee dt == ∫₁² V I dt

Calore

Q₁₂ = ∫₁