Teoria Termodinamica di Fisica Generale

Termodinamica

Sistema aperto: posso scambiare tra sistema e ambiente la materia.

Sistema chiuso: non si può scambiare materia, può essere isolato o no.

Equilibrio di un sistema, è necessario che sia in eq. meccanico, chimico e termodinamico.

Principio 0 della termodinamica

Un sistema A in eq. termico con C e sistema B in eq. termico con C, allora anche A e B sono in eq. termico.

Si parla di temperatura.

Fasi di Gibbs

n + 2 - f

n = numero di componenti, f = numero fasi.

Punto triplo

Sistema che ha temperatura di 273,16 K ma l’osservo è a 273,15 K.

Un sistema al punto triplo rimane in eq. termico.

Es. nel termometro, quando lo uso, va in eq. termico con noi e dice la nostra temperatura avvicinando la tacca.

L_x / L_t = T_x : 273,16 K

T_x = L_x 273,16 K / L_t

P_x / P_t = T_x : 273,16 K

T_x = P_x 273,16 K / P_t

Se faccio Pe # Te # gas arrivo alla stessa.

T_x = μ P_x 273,16 K P_t = P_t

L_x lunghezza (mercurio) inizio, L_t lunghezza (mercurio) fine t. e al punto triplo.

P pressione.

Termometro a gas perfetto.

Termodinamica

Sistema aperto: posso scambiare tra sistema e ambiente la materia.

Sistema chiuso: non si può scambiare materia, può essere isolato o no.

Equilibrio di un sistema, è necessario che sia in equilibrio meccanico, chimico e termodinamico.

Principio 0 della termodinamica

Un sistema A è in eq. termico con C e sistema B in eq. termico con C, allora anche A e B sono in eq. termica.

Temperatura

Fasi di Gibbs

n + 2 - f

n = numero di componenti, f = numero fasi.

Punto triplo

Sistema che ha temperatura di 273,16 K ma l'assoluto è a 273,15 K.

Un sistema al punto triplo rimane in eq. termico.

Es. nel termometro, quando lo uso, va in eq. termico con noi e dice la nostra temperatura avvicinando la tacca.

Lx : Lt = Tx : 273,16 K

Tx = Lx 273,16 K / Lt

Pt : P I = Tx : 273,16 K

Tx = Pt 273,16 K / Pt

Se faccio P e t è T e f gas arrivo alla stessa.

Pt = Pt 273,16 K / Pt

Lx lunghezza (mercurio) inizio.

Lt lunghezza (mercurio) fine t. al punto triplo.

P pressione.

Termometro a gas perfetto.

Fissato l del gas, bisogna sapere almeno il volume del recipiente in cui metterlo e il num delle moli del gas.

Regola delle fasi di Gibbs

# gradi liberi = N + 2 - F

#: numero.

Pto triplo: N = 1, F = 3 -> #gḑlib = 0.

Gas nel recip: V = 1, F = 1 -> #gḑlib = 2.

T e P sono grandezze intensive (non dipendono da quantità), sono le stesse per tutto il sistema o per una parte.

V è una grandezza estensiva.

Quando cambio stato di un sistema ne esegue una trasformazione dello stato e devi vldia che lo descrivono.

Durante la trasformazione il sistema è sempre unanimo tom. vicino allo stato di equilibrio -> trasform. quasi statica.

Pressione

Pressione = pistone con gas dentro.

Se applico una forza verso l'interno con uno stantuffo ho:

_(f) = F_(f)n perpendicolare allo stant.

n = nel vettore della normale alla superficie dello stantuffo.

Per avere stantuffo in eq. devo avere una forza contraria, quella che lo spinge dentro è uguale -> equilibrio meccanico.

PA = |F_n|/area

[P] = [F_f]/[A] = [MLT_-2]/[L₂] = [ML_-2T_-2]

1 Pascal: 1N/m²

Un sistema è in equilibrio termodinamico quando, se lo stato dell'ambiente non muta, anche il sistema resta nello stato termodinamico.

Ed io eq. termodinamico se è in eq. meccanico, termico - chimico. In un sistema idrostatico.

N = 1, F = 1, #g = 2.

Non ha valori negativi.

Lavoro di un gas

dℓ_gas+ = (-P_e A dh) = 0

dℓ_gas = P_e A dh - P_e dv

A: superficie dello stantuffo.

en cinetica applicata allo stantuffo.

Se la trasformaz è quasi statica:

dℓ = P_e dv = P dv

dℓ_1→2 = ∫ PdV

L’integrale di dℓ_acc in ciclo mech = 0, quindi si calve dℓ.

l_1→2 ∮ dℓ = ∮ dℓ₁ + ∮ dℓ₂ > 0 ciclo orario.

l_1→2 ∮ dℓ = ∮ dℓ₁ + ∮ dℓ₂

Adiabatico -> isolante termico.

Diatermico -> conduttore termico consentente interazione non meccanica.

Legge di Boyle

Se ho gas e si trasforma a temperatura costante la pressione