Fisica 1 - Termodinamica

Temperatura

Lunedì 21 novembre 2022 09:43

Meccanica e termodinamica

Noi studiamo le forze applicate ad un corpo esteso

La meccanica descrive il moto in maniera macroscopica

La termodinamica descrive il tutto in maniera macroscopica

Facciamo un esempio: Sg di H in un recipiente

• Mod₁) Equazioni moto? meccanica Newtoniana?
• Mod₂) In modo diverso 1 10²³ eq moto per x 10²³ " " y 10²³ " " z

Fattibile? No!

Così conosco solo posizione di queste molecole, atomi

Dobbiamo passare da meccanica Newtoniana → meccanica statistica

Quindi:

La termodinamica → grandezze medie che descrivono i moti molecolari singoli sostituite da grandezze che descrivono il comportamento complessivo dell’insieme di molecole su una scala molto maggiore

La termodinamica → descrive i problemi attraverso l’intersezione di un sistema con il suo ambiente

Universo

Variabili termodinamiche

Misuriamo un sistema attraverso misurazioni di variabili termodinamiche

Variabili che non si interessano della struttura interna ma misurabili direttamente

Vediamone alcune:

Temperatura

Noi studiamo le forze applicate ad un corpo esteso

La meccanica descrive il moto in maniera macroscopica

La termodinamica descrive il tutto in maniera macroscopica

Facciamo un esempio: Sg di H in un recipiente

• Modo 1) Equazioni moto? meccanica Newtoniana?
• Modo 2) In modo diverso 1 10²³ eq moto per x 10²³ " " y 10²³ " " z

Dobbiamo passare da meccanica Newtoniana a meccanica statistica

Fattibile? No!

Così conosco solo posizione di queste molecole, atomi

Quindi:

La termodinamica -> grandezze medie che descrivono i moti molecolari singoli sostituite da grandezze che descrivono il comportamento complessivo dell'insieme di molecole su una scala molto maggiore

La termodinamica -> descrive i problemi attraverso l'intersezione di un sistema con il suo ambiente

Misuriamo un sistema attraverso misurazioni di variabili termodinamiche

Variabili che non si interessano della struttura interna ma misurabili direttamente

Vediamone alcune:

• Pressione (F, P) [Pa]
• Volume (V) [m³]
• Moli (m) [mol]
• Temperatura (T) [°C, K, ...]
• Calore (Q) [J, cal, ...]
• Energia interna (U) [J]
• Entropia (S) [J/K]

Stato termodinamico

Definiamo stato in termodinamica di un sistema, è una configurazione specificata da valori delle variabili termodinamiche

Posizione pt. materiale (x, y, z) → stato termodinamico (P, V, T, m...)

Anche in termodinamica lo stato cambia

Stato A [P_A, T_A, V_A]

Trasform. "passaggio" tra stati

Stato B [P_B, T₀, V_B]

Equilibrio termico

Iniziamo parlando di equilibrio termico

Def: Un sistema è in equilibrio termico se la T è uniforme nel sistema e costante nel tempo

Parete diatermica (es. rame)

Parete adiabatica (es. polistirolo)

Due sistemi sono in equilibrio termico se, messi a contatto mediante una parete diatermica, la loro T non cambia

Consideriamo un altro caso

Attendo un po’ e ottengo

A in eq. termico con C

B “ ” “ C

=> A e B sono in eq. termico tra loro

Principio zero della termodinamica

Due sistemi in eq. termico con un terzo sistema allora sono in eq. termico tra loro

Temperatura e termometria

Quando la temperatura:

Vediamo che la temperatura è definibile in base al moto delle molecole

Sappiamo che la temperatura è connessa all’equilibrio termico termometria

Termometro

Caratteristica

Ripetibilità

Riproducibilità

ΔT

”termometria” un apparato che commette i valor