Appunti di Termodinamica

Appunti del corso

di

termodinamica

Termodinamica dimensioni

dalle

dipendono

ESTENSIVE :

o del

DI sistema

dice

la termodinamica sistema

un velocità

finire che

Nan

va come o

a con

, . Convenzione proprietà

LIBRO estere

: !

sistema definita sottolineate

sive

di

porzione da esempio

universo sono

(reale

SUPERFICIE DI CONTROLLO

una o I )

IIa

(

Un

) delimita volume

confini

immaginaria i

che ne un =

, molare

)

dalla

dipendono

( calcoli scelta È E

;)

%ÈÈ

III ' =p

m' in

ambrosiano a. acide

proprietà

di

UCE INTENSIVE

NB Le sono

non

volume . tiue

dimezza

dimezzo sistema

( il

controllo se non

,

)

temperatura

la

media pesata

di →

del sistema )

la permette

scelta co non

tipo

capire che di

considerando

macchina sto stato

variabili di

esempio :

. intensive misurabili

Grandezze

vedo usate

solo per

;

jµ¢8§t termodinamico

deve lo stato

caratterizzare

il sistema

⑥ sistema di un

finire

va a Funzioni di stato

scambi ambiente sottogruppo

valutando gli l' delle grandez

stato

di

con var ;

.

definisce

sistema diuer.ae

esterno intensive

si solo

in sta

che da

dipendono

un

, finale

si modi sistema

to ed iniziale del

: Fase

Porzione fisica

struttura

di materia con

composizione chimica uniformi

e

Regola Gibbs

delle di

Fasi

2

F- Pt

C-

Proprieta

' indipendenti che

nodi di

variabili da

stato

è definito determinare completamente

set

da fissare

di

sistema

un un per

uo

proprietà di in

sistema

stato

lo

calcolate equilibrio

misurate un

o

.

.

. )

( Pet Fmi degrees

dipendere of Freedom

sono in

INTENSIVE

o ti 1 dimensioni

dalla of

n° componente

Cms

massa Prns phases

n°

del of

sistema Proprietarie

proprietà specifiche d'

vapor

esempio

= acqua

:

massa variabili

di

2 2

F- necessito

1

G- ns D)

1 (

stato

) F- di

di solito

( è

' te

' estensiva

totale

la prop . Bilancio materia

2 liquido

H2O in col

esempio uap ea suo

: .

. }

FÌIIIIIIII

IIII

FYI

faccini :

solo

e con

e F-

a-

⇐ z un

ns -

=

nelle

l'

atm

1 10oz

bolle

a acqua

es a e

. ni=I

' "

§

1008 in in § out

no

sue a = - ,

esempio vaptliq

3 H2O Nzuap

+

: Calore

2

2 F- fa

G- 2 ~ indipendenti "

Forma " tra

di TRANSITO

ENERGIA IN

ritornano

et ad

P essere sistemi forza del trasferimento

motrice

la

triplo

esempio al

H2O punto

4 : . la

to di calore

P è

F-

DFFERENZADITEMPERATURA.Equilibr.io

=3 0

=L

( ma

termodinamico calore

l' aggiunta di vie

ad

ma corpo

un .

di

Assenza

sistema tempo

imnagazziuatasdtof-adier.to

nel

invariante me

.

'

giacinetlcaepctenzialediataostabil.eu

cambiamento

netta

matrice al

rza all' di

applicazione di

euedecdesturbo

un

> 8 )

(

il considerati

ritorna infiniti

allo

Sist "

source

" sink no

.

equilibrio se

di sorgentedicaloreèadcrnadata

stato una

temperatura la

varia

essa se

non

,

-

può Cale

utilizzata

è

'

all fornire

essere

sistema sorgente

aperto per

un e

non

-

à ad determinato

E un corpo

.

Può idealità )

stazionario

invece allo stato (

essere .

stato stazionario

proprietà

sistema cui forza

variano

la non

tempo

nel durante un processo

, rappresentztaattrauerso.la/eggediNeu#

[ )

tipo

L' equilibrio di

può fa

kg

[

ne

F-

essere ma -

Psys Psurr

MECCANICO =

o : Pressione

ext

aenb

pressione sistema pressione

= .

(

torrentz.endicdarmeuteperunitc.tt

surroumdiu.gs

) diarrea

Tsys

Errico tsurr normale

forza

: = fase reazione

cambiamento fluido

CHIMICO unità

super fici

esercitata da

no di

e un

: per

o chimiche )

)

( (

Fi mk.gg

# )

più [

fasi P

Sist ten

fase

EQ Di Pa

no

: con =

e =

=

=

,

. .

di

danza cambiamento

al •

µ

(

fase stessa massa ,

µ di

diversa area

Bilancio base

1kg diva

ne

> -

-

- - -

- -

- - .

. .

. .

-

accumulo GENERAZ

uscita

Entrata pressione

sa

+

= - . ti

t

t t 13

P

,

d- s'

9.

1kg 9,8172

%

' 1kg

)

( in

all 2Pa

Grandezza in

accumulo . pz

pi

esame .

: = = =

dt -

- a

a

CV

del

terno 2

la

entranti

flussi

It attraverso libro

uscenti della

strumenti pressione

di misura

e ma

:

OUT CS nel

distrutto

gen creato Cv

: -

Strumenti gravido

di misurano PRESSIONI

misura pz

/

RELATIVE è Patue

Lo zero LI

. E

Palos pane

Pret - -

.fi?y ÷ :

. Ah

Ape funziona

0 base dxldydz

× volume :

manometro

mento pzdxdy-pdxdytzg-OEF.ci

Pidxsy -

↳ AZ

Az solo

pa Pi dip da

pg

= -

- .

Lavoro energia

[

[ J]

]

AW Fdx

spostamento cinetica

Forza N.vn energia

ma

x o

= > DX dt

I F

EXPANSION

lavoro VOLUME ON M

contratti

di

° ; i

i

o

pèr *

aamaon

÷ :[÷ a-

:[ io

÷ . ! metà

} di modo

Fa do

#

vi F- m

{ = =

↳ # Pdv

due Pa

dedali =

- [

- ; )

(

M¥1 mf

Web

vdv

w

a m

= =

t.AE

va l'

fpdv ? [

Wee mi ]

j

EK

Pa

un = - . . . .

" . POTENZIALE

ENERGIA

I o

Pd Wec

i.

- . .

.

.

.

. -

-

. . - - . I

. .

i Gravità

Zi di

PESO

→ Zz forza

E

Vi

Vz V F-

CONVENZIONE ma mg

: = )

ldtngz =D

effettuato Ep

mgczz

We )

viso ⇐ sistema

se → Zi

- =

[ f)

Ep

effettuato

Wco sistema

DAL mgz

se =

Lavoro sollevare

compiuto corpo

per un

" formula

Spiegazione nella

"

segno - dell'

Principio conservazione energia

di

)

lavoro comprimo

compio (

sistema

sul lo → ¢

AEK A

Wec Ep

so

→ + =

Va trasferimento

AVCO

Vi nel del

solo

Esistono momento

rns

< "

" TRANSITO

viso "

" IN

ottenere

col

correggo ENERGIE

segno per

- interna

Energia

lavoro SHAFT

meccanico

o o variazioni fonte

esperimenti

subito

lavoro compiuto di Somma cime

di energia

senza

o . molecole

potenziale

volume fica

di di atomi e

e

00T

=/ vdp

Ws IN flt

✓ )

p

= , .

. .

.

. di

indipendente dall'

lavoro Flusso energia del

DI centro

o flussi ( del

scambia sistema

sistema di materia Sist massa

.

)

aperti DI l'

Fdx energia interna funzione

è stato

di ma non

= ,

¥ E Pia è misurabile

⑦ strumento

esiste uno

non

:

in out

→ ; - In FI può

la

che misurare

= Illecita

AMB Ext

.

. I

AI volumetti

part

= . .

I dbar-sioo.cat

Esercizio

vniwiout -3 m3

10

Il →

ow-lpaiin-lpvin-pvinm.in

ci →

vi pvloutmout imd

(

w = - ;D

[ ' !

IN )

5,2107ns

PVYNNI -105Pa

✓ (

pvfiutnnout

( 'n )

(

pedv

( Pe Vi

Pe

V va =

aw = =

# =

=

- -

- .

= -

- ! 520J

-

Primo termodinamica

della

principio du

le rappresentate

interne sono

energie grafici

è

l' punti

dell' dei nei

con

universo costante

energia )

( ) DIEAMB

A East + E#

. dQxdW '

Calore lavoro proprieta

e non sono

Bilancio chiusi

di sistemi

energia termodinamica variazioni

quantificano

: ,

•

na dell'

di ambiente

energia le

pistone che

esterno a

,

/

¥ volta

girante determinano variazioni energia

di

ro

Ùis del

Wec DIPENDONO

sistema DAL PERCORSO DELLA

.

trasformazione

e

) .

adiabatica

pareti Nei

contenitore grafici AREE

sono .

di ho

scambi materia

ho

Non

scambi

non

→

di di

differenziale

Il funzione

interna stato

di

energia una

rappresenta infinitesima

variazione

una

ACEAMB del

Orsurrxvisurr

W

) valore

W Q Wec

IO dono al

mentre

suo

± + sono

=

Ext =

= -

- ,

. . )

cicifiuitcsime

quantità .

1° principio

⑤St On ht

AEAMB t

=

Ext

= - . ìÌ→a

Esercizio trasformazione

}

potenziale

✓ del centro di massa

, cinetica po

Energia - /

' Interna ÷

. .

a

mdfui-fv.cz/=dQi-duI

E - ✓ ? }

② aeb

Oracle 100J = ,

due data vtaeb

viacb

DUIEC -2cg

40J

+

= =

-

=

i

ti }

compressione vtbda

/

shaft +307

espansione = zo

[ } ¢

dvvsri

?

d ?

dvtec

Gv

Ut da Orbda

AEK Dep

+ +

gz =

+ =

= ,

È

{ Ùiect visti

[ ]

£ achei Vado

@

su

o acb f

60

xgz

+ +

+ =

= =

du è funzione stato dipende solo

di da

→

stato finale perciò

molto iniziale uguale

è

spesso e

: ,

¢

Ad tutte

del le

EK trasformazioni

Ep C. M per

; =

.

dt )

¢

visti semplificata

forma

=

È ivec Onaeb AU lvaeb

lo

dj 80g

+ =

-

= =

AU ]

-60

b.

percorsoiuuerso-duf.de

a =

→ lltbda

Q SU 90J

DWEC b. da

2 b. a

+ → = -

= -

.

[ Uè Osservazioni

Variazione

funzione ter

stato

di stato . . }

Onacb lhtacb

nemico del determina 100 a

j

modi j -40

valore

sistema con

= =

, . E

}

vtaeb

) Qaeda

proprietà 80J

te -20J

P

intensive

(

da T 9 con

: =

, , .

.

, .

che è ?

il conveniente

più

è

Qual

attuale

solo

dipendono dallo che

stato processo Q

del le tanto

loro di fornire mi

se dispongo

sistema da

variazioni dipesa e

e è E

conveniente

lavoro

da iniziale

ed

finale più

dona solo serve

stato ,

INDIPENDENTI Reale

DAL PERCORSO

Reversibilità reversibili

I quasi

reali mai

processi sono

non ;

reversibile

definisce

inver tire

si se posso

processo

un qualsiasi

in momento

il andamento

suo

tramite infinitesima

condizioni

delle

variazione

una può

Si anche

esterne che processo

pensare un

. stadi

reversibile

equilibrio

infiniti di

sia un processo a chiuso

Bilanci sistema

energia

Esempio omogeneo

,

di mali

Pd n

1,2mA Ideal Gas

A-

| ) VI

dlnu de totali

298k lavoro

1 d calore

ti e

+

testa =

=

°

"÷§÷l

isotermica )

DI (

Pd nu

1,97 atm

Pe MPa

0,2

^ = -

=

E- ?

?

¥

islobara

↳ )

)

dlnu de Pd ( nu

un = - 1° in

generale

di del principio

equazione

senso

- aumento

✓ trasformazioni

sistema chiuso

la

F- 2¥ temperatura rq

un con

a. cost = ,

-7 bili

bo versi

isop ¥ raffreddamento

↳ isobare

→ -

- -

-

- - - ¢

dn

chiuso

Sist

isov riscaldamento isocoro un

te

tu

co =

= .

NRT

PV ideale

gas

un

= VIEC

m3 perchè ¢

I OV )

nr cost dcnv

0,0149

14,9

vi. L O e-

= =

= =

- p

, si

reversibile

in V in

cost

processo a

un cui

, .

Em è

£

valore R bilancio

0,0821 il

8,314 chiusa

di sterna

Nota o

: ,

ok

mol

, .

aol.ie/e-tI?qff;+.nRtit!F=-nRtilnIEda=dcnui

a @ NAU

un =

-2060J

= È trasformazione

P2 trasferito

Ps

NR calore in

MPa

0,1 una

= =

= è

V cost di

pari alla variazione

a =

ÉPDV FEÉDV

b {

ltec n° moli

Pa 1486.5J

bo moltiplicato

interna per

energia

= =

- =

- .

f)

ÌDI

VIÉ ¢ perchè pe

variazioni

ho ccst

co F- cost

non

= o

= - Édcnutnpv

di volume @ ) )

)

)

d dcnlutpv

Pdlnv

( )

nu

=D + =

Utet il

j sistema

573 compie l'

573J definisce

si

una onta pia

= - Haut

lavoro

di PV

¢ perchè U

Auto funzione

è stato

di

= NAH

Q

)

dati

da -

=

Pi è

isobare

' trasferito

il isobare

nel

calore processo

espansione

a =

|

•1 b' entropia

moltiplicata

di

variazione

alla

raffreddamento Iscaro pari

= ,

⇐ n° moli

il

interna per

compressione .

Andy

[ gang ,

[ [ gano

µ

o µ

,

µ ,

, ,

.

- ✓ Entropia

Óo )

UIEC pelle Y -2973J

' =

-

= - )

U

Ha PV

bio DH dcpv

due

ufec ¢ + ; =

-

c' definita

ln Essendo

fece nrte di

libro

2060J composizione

può come

es

=

e - .

sere sbagliate

~ è funzione

funzioni H di

di stato anche

,

!

VITA AU stato

912J

= - trasformazioni

Con il sistema

queste deve come

lavoro

piace maggiore

un specifico

Calore V costante

la temperatura

se aumenta

NB a

. ,

l' 1 l'

far di

innalzare anche

aumento

energia interna

energia canneti

necessaria a

unità di

la di unità

1 )

temperatura particelle

massa ca

.

DI

[ cost calorimetria

F- costante

pressione

= a

o

dt -171

⑦ e

an , una

più è la

piccola temperatura

variazione di a

, ,

÷: : :*

:÷

:c :

::c::p : .

: :c Te t T

è funzione perciò

Q di stato cost

B F-

N non

. ,

. ÌQ

vi

C Ora

è PAV

su

evita

può

dipendente si

percorso = -

- .

'

' ostacolo

questo

re ooo )

(

① AUX A AH

PV

un = =

ov cost pressione

sistema il

chiuso

costante

calorimetria costante

volume In a

a un

:

= ,

è di

calore pari

sostanza alla variazione

scambiato

a- generica

e pura

⑤ # il

entropia Si definisce calore

ce specifico pres

a

.

/

dt

\ ← siore costante

a a a c.pe/ff)p

a a ÷

' t

1 postante

sistema

se aumenta in a

un

a ,

f l'

anche cntalpia

aumento

' grafico

del nel

¥9,1 esprime la pendenza

, ideali

temperatura +12

Cp

Per

ti Cv

punto i

a gas i =

✓ costante

È

@

AU vi Q ? Dts

) a

Cult

Cv CT

BT

+ + -1

=

= +

a

= .

.

.

tbt-ctztdt3-i.ee

)

Cp

( ( t a

= =

p .

V

definisce specifico

calore

il costante

si a

( %-)

( formule

precedenti

Dalle si ricavare

possono

✓ = , considerazioni

alcune

è

che quindi

calore

dal

dipende ed vcost

non , È } ✓

due Cvdt

Cv

indipendente cost

percorso =

un

- "

su c. at

#

'

Q

detta I su

Q Cvdt

n

n =

= dita

=D f.

, ,

↳ , F- cost dtl-cpdtf