Appunti - Fisica Tecnica

INTRODUZIONE

L’energia è la capacità di agire su ciò che ci circonda e la sua trasmissione avviene per mezzo di forze (lavoro) oppure per differenza di temperatura (calore). Non esiste un limite al di sopra o al di sotto del quale non si scambia energia.

Temperatura: grandezza macroscopica di un sistema, proprietà legata al livello di energia (manipolazione del livello di energia del sistema).

- di un gas macroscopico: energia cinetica media delle molecole, il calore si trasmette da temperature più alte verso le più basse.

• Non si parla di contenuto di calore di un sistema perché lavoro e calore sono due metodi di trasmissione di energia (1° principio), quindi possono esprimere lo stesso effetto.

1° principio:

U_f - U_i = Q - L

• Lavoro trasmesso dal sistema verso l’esterno
• Calore trasmesso verso il sistema

Sistema: è costituito da tutto ciò che si intende studiare. Ciò che è esterno al sistema è denominato ambiente circostante separato dal sistema da un contorno assegnato.

- Isolato: nessuno scambio con l’ambiente

- Chiuso: usato per contenere una quantità di materia definita, poiché contiene la stessa quantità di materia (scambio energia)

- Aperto: scambio di massa e energia, detto anche volume di controllo.

INTRODUZIONE

L'energia è la capacità di agire su ciò che ci circonda e la sua trasmissione avviene per mezzo di forze (lavoro) oppure per differenza di temperatura (calore). Noi entri un limite al di sopra o al di sotto del quale non si scambia energia.

Temperatura: grandezza macroscopica di un sistema; proprietà legata al livello di energia (manifestazione del livello di energia del sistema).

→ In un gas macroscopico: energia cinetica media delle molecole, il calore si trasmette da temperature più alte verso le più basse.

_ΔT ENERGIA → CALORE → ENERGIA _ΔT

→ non si parla di contenuto di calore di un sistema perché lavoro e calore sono due metodi di trasmissione di energia (I principio), quindi possono esprimere lo stesso effetto.

1 Principio:

Uf - Ui = Q - L

DU=Q-L utile per determinati modelli matematici.

Sistema:

è costituito da tutto ciò che si intende studiare ciò che è esterno al sistema è considerato AMBIENTE CIRCOSTANTE separato del sistema da un contorno assegnato.

• ISOLATO: nessuno scambio con l'ambiente.
• CHIUSO: utilizzato per contenere una quantità di materia definita perché contiene la stessa quantità di materia (scambio energia).
• APERTO: scambio di massa e energia; detto anche volume di controllo.

Il 1 principio espresso da ΔU=Q-L vale solo per sistemi chiusi e immobili!

Un generico sistema chiuso, non necessariamente immobile, è descrivibile come

(Uf+kf+Af) - (Ui+ki+Ai) = Q-L

L'energia interna è conservata nel sistema (non ha manifestazioni esterne) ed è definibile solo come variazione - il Δ da zero è arbitrario. È funzione di Temperatura, carica elettrica, composizione chimica etc.

1 PRINCIPIO PER SISTEMI CHIUSI

Uf-Ui = Q-L

(Uf+kf+Af) - (Ui+ki+Ai) = Q-L

ES

F=F .S =0 non c'è lavoro da attrito

Se il sistema è in equilibrio termico lo scambio di calore è nullo.

(U2+k2+A2) - (U0+k0+A0) = Q-L = 0

=> U2+k2+A2 - C0 = 0 => C12 - C0 = U0 - U2

Se il sistema non è in equilibrio termico

U0 - U2 = C12 - C0 - Q Calore ceduto

Se è presente attrito

U0 - U2 = C12 - C0 - Q - L lavoro subito

(U2+k2+A2) - (U1+k1+A1) = Q12 - L12 => C12 - C11 = U1 - U2 + k1 - k2

Possiamo, ad esempio, considerare di chiudere un drone in unsolido ed esso, quindi, il sistema risulterà chiuso e immobile

dW = dQ - dL

GRANDEZZE FONDAMENTALI DELLA TERMODINAMICA

• temperatura
• pressione
• entropia
• volume

Gas perfetto: PV = nRT

PV = mRoT

➡️ Entropia: introdotta da Clausius, maggiore è il numero maggiore è l'entropia

➡️ Volume e pressione per sistemi fissi!

➡️ Pressione: componente ortogonale alla superficie

p = dF : n da da => n . dA = dA_T,P

Si dice GRANDEZZA INTENSIVA se non dipende dalla massa che compone i