Primo principio della termodinamica e applicazione ad una trasformazione ciclica e a una adiabatica.

Il primo principio della termodinamica afferma che in un qualsiasi sistema termodinamico la variazione di energia interna del sistema è la differenza tra il calore assorbito dal sistema e il lavoro che compie l’ambiente esterno verso il sistema:

[math]\Delta U=Q-L.[/math]

Il valore

[math]\Delta U[/math]
(variazione energia interna) dipende solo dagli stati iniziali e finali del sistema, pertanto il primo principio della termodinamica è una funzione di stato.

Applicando il principio ad una trasformazione adiabatica, nella quale il sistema scambia solo energia meccanica con l’ambiente, otteniamo che

[math]\Delta U=-L,[/math]

dato che il calore Q=0. In questa trasformazione, se il lavoro è positivo, allora l’energia interna diminuisce, mentre se è negativo, essa aumenta.

Nella trasformazione ciclica, invece, lo stato finale della trasformazione coincide con quello iniziale, e pertanto la variazione di energia interna è nulla. Dunque, se

[math]Q-L=0,[/math]
allora
[math]Q=L.[/math]

Non tutto il calore, però, si può trasformare in lavoro. Il calore, infatti, è una forma di energia degradata, mentre il lavoro è un’energia meccanica ordinata. Pertanto, il primo principio applicato ad una trasformazione ciclica è precisato ulteriormente dal secondo principio della termodinamica.

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