Fisica Tecnica

Appunti di fisica tecnica

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2019

Termodinamica

La termodinamica è quella branca della fisica che si occupa degli scambi di calore tra un sistema termodinamico e l'ambiente esterno, e studia in particolare le trasformazioni del calore in lavoro e viceversa.

Sistemi termodinamici

Un sistema termodinamico è una porzione di materia isolata dal resto dell'universo che può essere sede di scambi di materia e/o energia. Un sistema termodinamico si dice chiuso se è in grado di scambiare con l'ambiente esterno solo energia ma non la materia, mentre si dice aperto se è in grado di scambiare sia energia che materia.

Equilibrio termodinamico

L'equilibrio termodinamico è una condizione di quei sistemi termodinamici le cui variabili non cambiano nel tempo e se cambiano è solo a causa di fattori riguardanti l'ambiente esterno.

Trasformazioni termodinamiche

Una trasformazione termodinamica è un processo tramite il quale un sistema passa da uno stato di equilibrio termodinamico ad un altro e può essere classificato a seconda delle sue proprietà ed in base alle condizioni secondo le quali si attua:

• Adiabatico, che avviene ad energia termica costante;
• Isoentalpico, che avviene ad entalpia costante;
• Isoentropico, che avviene ad entropia costante;
• Isobaro, che avviene a pressione costante;
• Isocoro, che avviene a volume costante;
• Isotermo, che avviene a temperatura costante; np ⋅ V = cost
• Politropico.

Primo principio della termodinamica

Il primo principio della termodinamica rappresenta una formulazione del principio di conservazione dell'energia e afferma che l'energia di un sistema termodinamico non si crea né si distrugge, ma si trasforma, passando da una forma a un'altra. Quindi un sistema può variare il proprio contenuto di energia solo attraverso scambi di energia interna e di lavoro con l'ambiente. Se si indica con q il calore che il sistema scambia con l'ambiente circostante e si indica con L il lavoro, allora il bilancio energetico del sistema termodinamico, che rappresenta il primo principio della termodinamica, si scrive:

ΔU = q + L

Secondo principio della termodinamica

Il secondo principio della termodinamica ha due differenti enunciati che derivano dall'osservazione di due diversi fatti sperimentali, tuttavia essi si