Fisica tecnica - parte 1

Le leggi dell'energia (1)

I principio della termodinamica

L'energia non si crea, non si distrugge, ma al più si trasforma. 2 modalità con cui questo può avvenire, o se il sistema che la trasforma è un sistema aperto, cioè un flusso di massa lo attraversa e quindi è questa massa che lo attraversa che mette in moto qualcosa, che grazie a questo moto produce o del lavoro; oppure se il sistema è chiuso, qualcosa al suo interno viene messo in movimento (varia di volume o di pressione) e fa muovere una superficie di questo elemento che contiene la massa.

Concetto fondamentale: non è possibile creare dal nulla l'energia "la possiamo" solo trasformare.

Le principali tipologie sotto le quali l'energia si presenta sono: la meccanica, l'elettrica, la termica e la chimica, e nucleare.

Un'energia può trasformarsi da una tipologia all'altra e può anche essere scambiata sotto forma di lavoro e calore, però più passaggi faccio per ottenere quello che voglio e più per strada perdo. L'energia è conservativa, molto pertanto ne posso magari ottenere (esempio: gas, batteria che esplode); l'importante è solo fare per fare le mie trasformazioni. La quantità di energia si conserva in tutte le trasformazioni ed in tutti gli scambi, ma la quantità complessiva dell'energia si degrada.

Esempio: Energia meccanica -> energia termica. L'energia termica ottenuta è di quantità inferiore, dal momento che non può essere ritrasformata integralmente in energia meccanica.

In termini più tecnici, si può affermare che i bilanci dell'energia rientrano nel campo di applicazione del I principio della termodinamica. Tale principio è basato sulla constatazione, assunta a postulato, del fatto che l'energia totale si conservi in quel

Le leggi dell'energia (1)

I principio della termodinamica

L'energia non si crea, non si distrugge, ma al più si trasforma. 2 modalità con cui questo può avvenire, o se il sistema che la trasforma è un sistema aperto, cioè un flusso di massa lo attraversa e quindi è questa massa che lo attraversa che mette in moto qualcosa, che grazie a questo moto produce o fa lavoro; oppure se il sistema è chiuso, qualcosa al suo interno viene messo in movimento (varia di volume o di pressione) e fa muovere una superficie di questo elemento che contiene la massa.

Concetto fondamentale ➔ “non è possibile creare dal nulla l’energia” “la possiamo solo trasformare.”

Le principali tipologie sotto le quali l'energia si presenta sono: la meccanica, l'elettrica, la termica, e la chimica, e nucleare.

Un'energia può trasformarsi da una tipologia all'altra e può anche essere scambiata sotto forma di lavoro e calore, però più passaggi faccio per ottenere quello che voglio e più per strada perdo. L’energia è conservativa, la quantità di energia si conserva in tutte le trasformazioni ed in tutti gli scambi, ma la quantità complessiva dell'energia si degrada.

Esempio ➔ energia meccanica -> energia termica. L'energia termica ottenuta è di quantità inferiore, dal momento che non può essere ritrasformata integralmente in energia meccanica.

In termini più tecnici, si può affermare che i bilanci dell'energia rientrano nel campo di applicazione del I principio della termodinamica. Tale principio è basato sulla constatazione, assunta a postulato, del fatto che l'energia totale si conservi in quel particolare "universo" costituito dal sistema indagato e dal "sistema esterno" che lo avvolge.

Le considerazioni sull'inevitabile degrado dell'energia conservata rientrano, invece, nel campo di applicazione del secondo principio della termodinamica. Tale principio è basato sulla constatazione assunta a postulato, del fatto che l'entropia dell'universo tende ad aumentare e, poi, al meglio, restare costante.

Funzione di stato termodinamica, il cui aumento di valore è un indice della diminuzione dell'energia associata al sistema e, quindi, dell'aumento di energia degradata e anche di disordine.

Il principio della termodinamica (2 formulazioni)

• In un processo termodinamico il calore non può essere integralmente convertito in energia.
• Il calore non fluisce spontaneamente da un corpo più freddo ad un corpo più caldo.

I ed II principio, presi insieme, consentono di arrivare al concetto di energia utilizzabile, od "exergia", intesa come frazione del contenuto totale di energia posseduta da un sistema che può ancora essere trasformata in lavoro meccanico.

I bilanci di energia utilizzabile portano poi a constatare che l'energia utilizzabile totale tende a diminuire e, poi, al meglio, restare costante se nei processi esaminati non vi sono generazioni di entropia.

Il lavoro meccanico è dato da una forza per uno spostamento.

Le energie meccaniche cui si fa riferimento, quando parliamo di lavoro meccanico, sono associate alla massa e si presentano nelle forme cinetica e potenziale.