Appunti Fisica I (seconda parte)

Fluidi

• Aeriformi
• Liquidi

gas: oggetto che non ha né una forma né un volume definito

liquido: molecole liquide sono incomprimibili;

• volume ben definito (costante se incomprimibile)
• forma non definita.

Statica dei fluidi (macroscopica)

statica: fluido in quiete e in condizione di equilibrio meccanico

fluido non può esercitare forze di trazione

• assenza di forze di trazione
• assenza di forze tangenti a qualunque superficie (reale & ideale)

  (un fluido in quiete non ha un equivalente dello stato solido)

• assenza attrito statico (forza di forza tangenziale tra una superficie e l'altra)

sono presenti solo forze di pressione

Forza di pressione:

forza perpendicolare a una superficie (per dell'fluido o una qualunque ideale superficie) ed entrante:

tende di diminuire il volume della superficie

superficie ideale

Baricentro anerifid:

mistera forza di pressione in suo punto P

nel punto P. risentono delle forze di pressione da questa forza segue esclusa la risultata P equilibrio din più, che soave debole se molta non in Ceavirra. Se autoio l'orientazione di questo.

La forza di pressione in un punto di un fluido in quiete è in modulo costante, perpendicolare alla superficie.

df: modulo forza pressione, che tenta di diminuire volume F↓⊥dA

p = df/dA

Pressione: grandezza scalareSI: Pascal, 1 Pascal è una forza di pressione di 1 N applicato a 1 m²

PRINCIPIO DEI VASI COMUNICANTI

In tutti i recipienti il liquido arriva alla medesima altezza, anche se i contenitori sono completamente diversi. La situazione di rotazione, il liquido non si muove da nessuna parte, nell'altro nel suo orientale la pressione nei piani di ingresso e di uscita dei tubi deve essere la rotoria.

• La pressione in tutti i piani dei vasi comunicanti è la stessa, e il peso dell'acqua nei 3 vasi è una situazione totalmente arbitraria, dopo essere alla rotura altezza.

PRINCIPIO DI ARCHIMEDE

• Vf

Fe = uguale e opposta a forza peso

Fe = Ef Vf g

Il fluido è causalvolitae in equilibrio, in particolare lo è la regione

Toggo idealmente della regione che ha considerato il fluido e ci metto un oggetto che ha la stessa forma della regione, ad esempio un sasso. La massa peso cessiata, ma la spinta archimedea non casuta, perché il fluido e la regione del fluido non l'ho toccati.

La nuova situazione non è necessariamente di equilibrio

pF: densità fluido

Se pR < pF la fascia d'autonomia la... g

_R^f = _f^g + _f^b

• FORZA NETTA
• uguale alla precedente

(eo - pF) Vf g³

Se pR < pF le fascia d'autonomia

Se pR > pF le fascia ^{e 3}

_oR^f = _f^b

• ossia: microsfera si solleva per la spinta archimedea ma al contrario tra la densità dell'aria esterna e la densità della nebbia nel piano elastico, che è pur30assa

Nello stesso tempo dt, dalla zona 2 esce un cilindretto di acqua di base A₂ e altezza dℓ₂.

Considero le forze che mi stanno esercitando:

1. Forze di pressione Q₁,

dℓ₁ = F₁dℓ₁ = P₁A₁v₁dt

F₁ sposta il suo punto di applicazione di un tratto dℓ₁ parallelo

dℓ₂ = F₂dℓ₂ = -P₂A₂v₁dt

La forza di pressione è antiparallela allo spostamento

2. Forze esercitate dalle pareti:

Le pareti esercitano solo forze perpendicolari alla parete esterna

Forza e spostamento sono perpendicolari quindi il lavoro associato è zero: L=0

3. Forza peso (conservativa)

dL₃ = dm⋅g (y₁ - y₂)

variazione energia potenziale

È come se avessi preso la masserella nella zona 1 e l'avessi spostata nella zona 2. La parte intermedia tra i due tappi si sposta, per far accedere l’acqua che entra nel tappo superiore e per espellere l’acqua che esce dal tappo inferiore. Ciò che rimane nel mezzo non accumula energia potenziale.

dL = dL₁ + dL₁ + dL₃ = [(P₂-P₁)A₁v₁dt + ρA₁v₁g (y₄-y₂)dt]

d²m = ρA₁v₁dt

dL = DE = 1/2 du_v1² - 1/2 du_v2² = 1/2 P₁v₁dt (V₂² - V₁²)

L’energia cinetica della parte intermedia del tubo di flusso non cresce.

Il lavoro cosa deve e cambiare è che ho una massa che inizialmente ha una velocità V₂, e alla fine la velocità V₁.

È una grandezza intensiva detta temperatura che caratterizza lo stato di equilibrio termico (conseguenza del principio zero)

t_A = t_X

se sono in eq. termico

t_B = t_X

⇒ t_A = t_B

A e B sono in eq. termico

TERMOMETRO

oggetto che poniamo in contatto termico con un sistema; esso perturba il sistema apprezzabilmente.

di cui si vuole misurare la temperatura

• Un termometro si costruisce utilizzandolo nel contesto fisico caratterizzato da proprietà usate come unità di energia interna, cioè qualsiasi che cambiando molto altera il contenuto di energia interna del sistema.

TERMOMETRI

• A gas (v = cost) - Proprietà: Pressione
• Conduttore elettrico - Proprietà: Resistenza elettrica
• Termocoppie - Proprietà: Differenza di potenziale
• Liquido (mercurio) - Proprietà: Volume

Le misurazioni di temperature intermedie avvengono tramite un processo di interpolazione

TARATURA DI UN TERMOMETRO E SCALA CELSIUS

• Sistemi (e temperature) di riferimento
• Miscele di acqua e ghiaccio a Patm t_C = 0°
• Miscele di acqua e vapore a Patm t_V = 100°
• Identificata la grandezza attraverso interesse (v, p...) in cerca di stabilità una relazione tra la calore di questa grandezza e la temperatura, istituendo un’apparato scala di temperatura.
• Raggiungere l'equilibrio termico col corpo di cui misuri la temperatura hanno stessa temperatura

L(T) = L(T_o) [1 + α_o(T-T_o)]

α_o = α(T_o)

Microscopicamente ci si accorge che se metto due particelle, la d distanza l’una dalle altre c’è un’energia potenziale di interazione che ha questo andamento:

→ il potenziale non è simmetrico, tende a diventare costante aumentando r e le forze tendono a diminuire

E_potenziale

E_totale = E_cin + E_pot + E_c = E_pot + L’energia term. di un gas IDEALE ha un solo contributo: → energia cinetica legata al fatto che le molecole, gli atomi si muovono nello spazio, ma non interagiscono. Questo non è vero in un gas reale, ma nei solidi e liquidi

EQUAZIONE DI STATO DI UN GAS IDEALE

Tutti i modelli fanno equivalere le rate. Supponiamo di avere una gas ideale rappresentato con il modello ↔ se mettiamo il sistema in contatto termico con un altro sistema e gli causo la temperatura, per il principio zero il gas ha temperatura T.

Qual è il volume che occupa il gas mantenendo costante la pressione?

TRASFORMAZIONE ISOBARA

Assumo tutte le variabili termodinamiche di un sistema, mantenendo P=cost. Una trasformazione in cui viene nuovamente contatto la temperatura, se invece le altre grandezze restano è detta ISOTERMA

Una trasformazione in cui risaluto tutte le grandezze, ma mantengo le volume costante è detta ISOCORA

Le singole parti delle trasformazioni che effettuiamo sono quelle ISOBARE o P=cost. (P=P_atm in laboratorio)

LEGGE di BOYLE

per la isoterme di un gas ideale

PV=cost

T=cost