Fisica sperimentale (Termodinamica)

Termodinamica

Variabili Termodinamiche

• Volume
• Temperatura
• Pressione
• Energia

Aperto, Chiuso, Isolato

Sistema puro e omogeneo: 2 variabili

Universo termodinamico: è un sistema isolato

Equilibrio quando x, y sono costanti

Parete isolante (adiabatica)

Parete conduttiva (diatermica)

Due sistemi di 2 giungono ad un nuovo equilibrio termico

Principio Zero

Due sistemi in equilibrio termico con un terzo sistema sono in equilibrio tra di loro

A B C ...

Termoscopio

se tutti il sistemi sono in equilibrio con il termoscopio allora i sistemi sono in equilibrio e hanno la stessa temperatura

Isoterma = curva che congiunge gli stati alla stessa temperatura

caratteristica termometrica

T = T(X) T_max

Stabilisco un punto fisso e punto triplo dell’acqua per determinare la costante α_a di calibrazione

punto triplo 273.16 K

T/T_pt = X/X_pt

T = (T_pt/X_pt) X

• Termometri a gas a volume costante X = Pressione
• Termometro a gas a pressione costante X = Volume
• Termometro liquido X = Volume
• Termistore △V = R(T) I
• Termocoppia Effetto Seebeck -0 △V(T)

Energia interna di un gas ideale

U = U(V, T)

Espansione libera di Joule

Trasformazione adiabatica

• Q = 0
• W = 0
• ΔU = 0

T1 = T2

U(T1, V1) = U(T, V2)

Energia interna non dipende dal volume => U = U(T)

dU = dQ - dW

dQ = nC_v dT

dW = Fdx = pS dx = pdV

dU = nC_v dT - pdV

-Isocora dv = 0

dW = 0

ΔU = nC_v ΔT

U(T) = nC_v T + const

Trasformazioni di un gas ideale

W_AB = ∫ dW = ∫_A^B pdV

Q = nc_v ∫dt = nc_v ΔT

Neco Clausius

se Q_f ≠ Q_ic'è solo la sorgente Z-mago Kelvin

Ciclo di Carnot

η = 1 - T₁/T₂

Teorema di Carnot

η_R η_iη_R ≥ η_i

Dimostrazione

Q_2R = Q_2Mη_R η_i η_R = Q_2M

W_T = W_M - W_RW_M+W_R = η η_R = η_i