Appunti Fisica T-B

Fisica Generale 1: B

Prop.ssa: Gilda Sciov - 26/02

Termodinamica

Descrizione macroscopica dell'interazione di un sistema con l'ambiente.

Def: Termodinamica:

Branca della fisica che studia il comportamento e le proprietà della materia quando in essa si verificano scambi di energia sotto forma di lavoro o calore con l'ambiente esterno in condizioni determinate da grandezze fisiche macroscopiche.

Sistemi Termodinamici e Concetti Base della Termodinamica

• Sistema Termodinamico: Porzione finita di materia separata dall'ambiente circostante da una superficie definita (reale o ideale).
• Proprietà dei Sistemi Termodinamici:
• Il sistema e l'ambiente circostante possono interagire tra loro mediante scambi di energia che determinano lo stato termodinamico del sistema.
• Caratterizzato da grandezze macroscopiche che si possono misurare e che rappresentano al momento il genere del sistema.
• L'evoluzione del sistema nel tempo.
• Tipologie di Sistemi Termodinamici:
1. Aperto: Si ha lo scambio di energia e materia.
2. Chiuso: Si ha solo scambio di energia.
3. Isolato: Non si ha scambio né d'energia né di materia.
4. Adiabatica: Scambio di calore impedito.
• Complessità dei sistemi dipende da:
• Numero di sottosistemi: ognuno in cui può essere suddiviso.
• Numero di grandezze macroscopiche necessarie per la caratterizzazione del sistema.

Fasi della Materia

Possibili stati fisici:

• Solido: Distribuzione ordinata della massa che rende difficili i moti traslazione delle particelle.
• Liquido: Distribuzione non ordinata che permette qualche particella, che ne permette movimento reciproco.
• Gassoso: Volume e forma non definiti.

A prescindere dalla fase della materia tutte le particelle sono sempre in un continuo movimento reciproco.

Agitazione Termica

• È l'espressione dell'energia cinetica media delle particelle che compongono la materia e dunque della temperatura.
• Relazione tra energia cinetica e temperatura:

K_media = 3/2 * T

Con:

• k = costante di Boltzmann
• 1,38 * 10^-23 J/K

Numero 3/2 dovuto all'approssimazione di un sistema assimilabile perfetta.

Sistemi omogenei: Sistemi formati da un'unica fase che perciò manifesta costanti in ogni punto.

Sistemi complessi: Sistemi costituiti da regioni omogenee separate da confini netti.

Fisica Generale - T.B

Termodinamica - Descrizione macroscopica dell'interazione di un sistema con l'ambiente

Def: Termodinamica

• Branca della fisica che studia il comportamento e le proprietà della materia quando in essa si verifichino scambi di energia sotto forma di lavoro e/o calore con l'ambiente esterno in condizioni determinate da grandezze fisiche macroscopiche.

Sistemi Termodinamici e Concetti base della Termodinamica

• Sistema Termodinamico: porzione finita di materia separata dall'ambiente circostante da una superficie definita (reale o ideale).

Proprietà dei Sistemi Termodinamici

• Il sistema e l'ambiente circostante possono interagire tra loro mediante scambi di energia che determinano lo stato termodinamico del sistema.
  • Caratterizzato da grandezze macroscopiche che si possono misurare e che rappresentano l'ordinata generale del sistema.
• L'evoluzione del sistema nel tempo.

Tipologie di Sistemi Termodinamici

1. Aperto: si ha scambio di energia e materia
2. Chiuso: si ha solo scambio di energia
3. Isolato: non si scambia né energia né materia
4. Adiabatico: scambio di calore impedito

Complessità dei Sistemi

• Il sistema è detto semplice se dipende da:
  • Numero di componenti: dentro cui può essere suddiviso
  • Numero di grandezze macroscopiche necessarie per la caratterizzazione del sistema.

Fasi della Materia

Possibili stati fisici

1. Solido
   • Distribuzione ord. orientata della materia che ha reame e ritiene forze di coesione; tipo di movimento delle particelle; volume e forma definiti.
2. Liquido
   • Distribuzione non ordinata che consente alle particelle e nel regime di movimento reciproco; volume definito ma forma va variata.
3. Gassoso
   • Volume e forma non definiti.

A prescindere dalla fase della materia tutte le particelle sono sempre in un continuo movimento reciproco.

Agitazione Termica

• E' l'espressione dell'energia cinetica media delle particelle che compongono la materia e da luogo alla temperatura.
• Relazione tra energia cinetica e temperatura:
  • Kr = (3/2) k T

Dove:

• k = costante di Boltzmann
• 1,38 x 10^-23 J/K

Il numero 3 è dovuto all'approssimazione di un qualsiasi partic