Teoria di Fisica tecnica - parte 1 di 2

Definizione di trasformazione quasi statica o internamente reversibile

Una trasformazione che permette di tornare allo stato precedente senza lasciare traccia nell'ambiente. La sua durata è idealmente infinita: il tempo della trasformazione è molto maggiore del tempo di propagazione delle perturbazioni nel sistema.

Definizione di trasformazione globalmente reversibile

Bisogna considerare sia il sistema che l'ambiente. Devono succedere contemporaneamente che:

• Tutte le trasformazioni devono essere internamente reversibili (avere stessa T e P in tutto lo spazio).
• Sistema e ambiente devono essere in mutuo equilibrio: P_sist = P_amb (equilibrio meccanico), T_sist = T_amb (equilibrio termico), S_sist = S_amb (equilibrio chimico).

Definizione di energia interna

L'energia interna è la somma delle energie microscopiche. ΔU = energia sensibile + latente + chimica + nucleare associata a legami deboli o all'energia cinetica. Legami forti all'interno dello stato di aggregazione e legami atomici.

Definizione di calore

Forma di energia scambiata tra due sistemi che hanno una differenza di temperatura. Maggiore il ΔT, maggiore è l'energia scambiata per unità di tempo. Q₁₂ ∝ Q_1/2.

Definizione di lavoro

L'energia associata all'azione di una forza che provoca uno spostamento. I sistemi possono cedere energia ma non calore o lavoro, questi due sono associati a un processo. f.z = linea non di stato. Dipendono dal percorso fatto. Hanno differenziali inesatti: δW = W₁₂.

Primo principio della termodinamica

L'energia non si crea, non si distrugge, ma si trasforma. ΔE_sist = E_in - E_out = ΔE_P + ΔE_C + ΔU. Per sistemi stazionari ΔE = ΔU. La principale conseguenza del primo principio è che uno stato di un sistema è definito da una proprietà chiamata Energia.

Dal ciò due stati di un sistema possono sempre essere connessi da un processo meccanico. ΔE_P = mg(z₂-z₂), ΔE_C = ½m(v₂²-v₂²), ΔU = m(u₂-u₁).

Rendimento ed efficienza di un processo

Efficienza o rendimento è il rapporto tra l'effetto utile e la spesa. Ovvero quanto bene viene realizzato un processo. η = 1, 2... n ϵ {1, 2, 1, 2 . . .}

Fattore integrante per il calore e definizione di entropia

Prendiamo un sistema semplice e semplificato: 2 variabili indipendenti. Lo consideriamo chiuso, rigido e diatermomico (condizione). t.e. Q = TdX ⇔ d = 1/T δQ = ^δQ fattore integrante Σ ∫_{1, 2}. Scopriamo: δQ = (System)^onof Σ = una variabile di stato chiamata Entropia che misura quanta energia di un sistema viene dissipata e non è possibile convertirla in lavoro.

Il differenziale esatto si annulla per le trasformazioni reversibili quasi statiche e adiabatiche. Cioè: ∮