Risposte alle domande d'esame

Fisica tecnica

Postulato di stato

Il postulato di stato ci permette di determinare completamente lo stato di un sistema termodinamico senza dover necessariamente conoscere tutte le proprietà che lo caratterizzano.

Mupati esso definisce il numero di proprietà indipendenti di un sistema ad un componente cui uno più il numero di modi di scambiare significati quantitativi lavoro con l'ambiente esterno.

Si deduce quindi che il numero di proprietà per un sistema semplice è 2, scelte ordinariamente tra quelle più facilmente misurabili, tra cui la temperatura, il volume specifico e la pressione.

Tutte le altre proprietà sono ricavabili da quelle indipendenti attraverso le equazioni di stato.

Esperimento pVT

L'esperimento pVT ci permette di studiare le relazioni che intercorrano tra le tre proprietà specifiche di pressione, volume e temperatura.

Inserendo un solido in un sistema chiuso cilindro-pistone e fornendo piccole quantità di calore simulando una trasformazione quasi statica (diverrecune come consequenza l

Fisica tecnica

1) Postulato di stato

Il postulato di stato ci permette di determinare completamente lo stato di un sistema termodinamico senza dover necessariamente conoscere tutte le proprietà che lo caratterizzano.

Infatti esso definisce il numero di proprietà indipendenti di un sistema ad un componente come uno più del numero di modi di scambiare unilateralmente lavoro con l’ambiente esterno.

Si deduce quindi che il numero di proprietà per un sistema semplice è 2, scelte ordinariamente tra quelle più facilmente misurabili, tra cui la temperatura, il volume specifico e la pressione.

Tutte le altre proprietà sono ricavabili da quelle indipendenti attraverso le equazioni di stato.

2) Esperimento p/v/t

L’esperimento p/v/t ci permette di studiare le relazioni da instaurarsi tra le tre proprietà specifiche di pressione, volume e temperatura.

Inserendo un solido in un sistema chiuso cilindro-pistone, e fornendo piccole quantità di calore simulando una trasformazione quasi statica (diversamente cause conseguenza l’aumento di temperatura o volume secondo la relazionedi una trasformazione isobara:

dh = dq + v dp = du + pdv

La temperatura aumenterà fino a raggiungere il suovalore di fusione quando il solido comincerà a liquefarsi; in questo cambiamento di fase noteremo una discontinuità nei valori relativi ai volumi specifici dei vari suoi e particolarmente elevato.

Una volta che la saturazione sarà tutta dissipata la temperatura riprenderà a salire fino a raggiungere quella di vaporizzazione; allo stesso modo, durante il cambiamento di fase si nota una discontinuità nei relativi volumi specifici di liquido e vapore, le cui differenza stavolta è molto più significativa, dato la notevole diversità dei valori di densità delle due fasi secondo la relazione:

v = ¹/p

Tracciando i risultati dell'esperimento su un grafico a tre coordinate pvt, otteniamo una curva fissa a parte p = cost, e con le relative variazioni di t e v.

Comportata la vaporizzazione all'aumentare di T, il volume ad aumentarla occupando uno spazio risulta maggiore di quello occupato precedentemente dal liquido.

Ripetendo l'esperimento per diversi valori di pressione e riportandoli nel grafico, otterremo un insieme di punti che descrivono il comportamento della sostanza utilizzata nelle diverse fasi detto superficie caratteristica rappresentazione dell'equazione di stato.

p = f(v,t)

Su tale superficie troviamo tre zone dove la sostanza è presente in una sola fase, e altrettante relazioni di cautrovanose di saturazione e di notevole importanza per le tre proprietà è quella in cui troviamo liquido e vapore umulare alle varie fasi, troviamo anche il valore della variabile, ovvero del numero di proprietà che è possibile variare senza che la sostanza cambi fase, data dalla seguente relazione:

V = C + F + 2

Dove C è il numero di componenti e F il numero di fasi coesistenti. Per un sistema monopomprente la formula diventa V = 3-F e avremo che nelle regioni monofasiche il sistema sarà bivarianti in quelle bifasi-iche univariabile e invariante nel punto triplo, dove le tre fasi di solido, liquido e vapore coesistono.

Abbiamo anche un altro punto di notevole importanza: situato sulla curva che definisce la zona di saturazione del liquido/vapore ad individuare i valori di pressione e temperatura oltre i quali tenendo costante una delle due proprietà e variando l'altra, non si ottengono passaggi di fa