Dssc ed energia solare

• principi della termodinamica

• sistemi aperti e neghentropia

nei viventi

• energia solare e fotosintesi

• fondamenti e struttura delle

DSSC

• meccanismo di funzionamento

e dinamica

• vantaggi, applicazioni e

prospettive

Conservazione dell'Energia

Rudolf Clausius, nel 1865, enunciò il primo principio: • quantità di calore scambiata tra il sistema e l'ambiente. Si

:

stabilisce che l'energia totale dell'universo sotto varie usa il simbolo (differenziale imperfetto) perché il calore

non è una funzione di stato, ma dipende dal percorso

forme rimane costante. seguito dalla trasformazione.

L'energia non può essere né creata né distrutta. • variazione dell'energia interna del sistema. Si usa il

: differenziale esatto perché l'energia interna è una

Può esclusivamente trasformarsi da una forma all'altra. funzione di stato (dipende solo dallo stato iniziale e finale

del sistema).

Impossibilità teorica di macchine capaci di generare energia • lavoro compiuto dal sistema (o sul sistema). Anche in

:

dal nulla (perpetuum mobile di prima specie). questo caso si usa perché il lavoro dipende dal tipo di

trasformazione.

L'energia non si trasforma liberamente in tutte le direzioni: il calore fluisce spontaneamente da sorgenti calde a corpi freddi,

mai viceversa senza lavoro esterno.

La produzione di lavoro è accompagnata da dissipazione termica.

Il calore rappresenta una forma di energia degradata poiché non convertibile totalmente in lavoro inutile.

DEFINIZIONE ED ETIMOLOGIA:

Coniato da Clausius deriva da trasformazione o conversione/confusione.

MISURA DELLA DISPERSIONE:

La funzione termodinamica S misura il grado di dispersione dell'energia nell'ambiente.

FRECCIA DEL TEMPO:

Le trasformazioni avvengono spontaneamente nella direzione di entropia crescente, scandendo la direzione temporale

degli eventi.

Dai castelli di sabbia che svaniscono alle strutture che decadono, la

natura predilige la transizione dall'ordine al disordine.

Se consideriamo due gas separati (es. rosso e giallo), la rimozione della parete divisoria porta a una distribuzione uniforme

(arancione).

Il processo inverso (separazione spontanea) non si osserva mai in natura.

L’entropia è la misura quantitativa del disordine e della probabilità di uno stato macroscopico.

Dai castelli di sabbia che svaniscono alle strutture che decadono, la natura predilige la transizione dell’ordine al disordine.

L'entropia di qualsiasi sistema allo zero assoluto (0 K) può essere posta uguale a zero (stato di minima energia cristallina).

L'entropia del mondo tende a un massimo (ΔS universo > 0). Disponibilità energetica decrescente nel tempo cosmico.

. I sistemi biologici (piante, animali, organismi umani) presentano strutture altamente ordinate ed evolvono verso livelli di

ordine crescenti.

Ciò sembrerebbe in contrasto con la legge universale di crescita dell'entropia.

La contraddizione scompare considerando che l'organismo non è un sistema isolato, bensì un sistema aperto che scambia

materia ed energia con l'ambiente circostante.

"L'organismo si alimenta di entropia negativa, attraendo su

di sé un flusso di entropia negativa per compensare

l'aumento di entr