Fisica Tecnica

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 rivelano tra loro completamente equivalenti.

- ENUNCIATO DI KELVIN-PLANCK: afferma che è impossibile realizzare una trasformazione il cui unico

risultato sia la conversione in lavoro del calore fornito da una sorgente a temperatura uniforme;

- ENUNCIATO DI CLAUSIUS: afferma che è impossibile realizzare una trasformazione il cui unico

risultato sia il passaggio di calore da un corpo ad una data temperatura ad un altro a temperatura

maggiore. Appunti di Fisica Tecnica

TRASFORMAZIONE ISOBARA

In termodinamica, si definisce isobara quella trasformazione che avviene in condizioni di pressione

costante.

P = cost dP = 0

{ V V

V Rg

PV = R gT 1 2

→ = = cost → =

P = cost T P T T

1 2

( )

l = − P V − V

- LAVORO SPECIFICO: 1−2 2 1

q = Cp ∆ T

- CALORE SPECIFICO: 1−2

∆ h = Cp ∆ T

- ENTALPIA SPECIFICA: ( )

∆ s = Cp ln T /T

- ENTROPIA SPECIFICA: 1 2

∆ u = C v ∆ T

- ENERGIA INTERNA SPECIFICA:

TRASFORMAZIONE ISOTERMA

In termodinamica, si definisce isoterma quella trasformazione che avviene in condizioni di temperatura

costante.

T = cost

{ PV = R gT → PV = cost → P V = P V

1 1 2 2

T = cost ( )

l = Rg T ln V /V

- LAVORO SPECIFICO: 1−2 2 1

( )

q = RgT ln V /V

- CALORE SPECIFICO: 1−2 2 1

∆ h = 0

- ENTALPIA SPECIFICA: ( )

∆ s = Rg ln V /V

- ENTROPIA SPECIFICA: 2 1

∆ u = 0

- ENERGIA INTERNA SPECIFICA:

Appunti di Fisica Tecnica

TRASFORMAZIONE ISOCORA

In termodinamica, si definisce isocora quella trasformazione che avviene in condizioni di volume

costante.

V = cost dV = 0

{ P P

P Rg

PV = R gT 1 2

→ = = cost → =

T = cost T V T T

1 2

l = 0

- LAVORO SPECIFICO: 1−2

q = C v ∆ T

- CALORE SPECIFICO: 1−2

∆ h = Cp ∆ T

- ENTALPIA SPECIFICA: ( )

∆ s = C v ln T /T

- ENTROPIA SPECIFICA: 2 1

∆ u = C v ∆ T

- ENERGIA INTERNA SPECIFICA:

TRASFORMAZIONE POLITROPICA

In termodinamica, si definisce politropica una trasformazione che avviene in condizioni di calore

specifico costante.

c = dq/dT = cost n − 1

( ) ( ) n−1

T P T V

n

2 2 2 1

n

PV = cost → = → =

T P T V

1 1 1 2

1 1

( )

l = P V − P V = Rg ∆ T

LAVORO SPECIFICO:

- 1−2 2 2 1 1

n − 1 n − 1

n − k

q = C v ∆ T − l = C v

CALORE SPECIFICO:

- 1−2 1−2 n − 1

∆ h = Cp ∆ T

- ENTALPIA SPECIFICA: ( ) ( ) ( ) ( )

∆ s = Cp ln T /T − Rg ln P /P = C v ln T /T − Rg ln V /V

- ENTROPIA SPECIFICA: 2 1 2 1 2 1 2 1

∆ u = C v ∆ T

- ENERGIA INTERNA SPECIFICA:

Appunti di Fisica Tecnica

TRASFORMAZIONE ADIABATICA (ISOENTROPICA)

In termodinamica, si definisce adiabatica una trasformazione, di solito irreversibile, in cui un sistema non

scambia calore con l’ambiente esterno. Nel caso di gas perfetto la trasformazione adiabatica è una

trasformazione reversibile e isoentropica, con scambio di calore nullo ed entropia costante.

dq = 0 ds = dq/dT = 0

k − 1

( ) ( ) k−1

T P T V

k

2 1 2 1

n

PV = cost → = → =

T P T V

1 2 1 2

1 1

( )

l = P V − P V = Rg ∆ T

LAVORO SPECIFICO:

- 1−2 2 2 1 1

k − 1 k − 1

q = 0

- CALORE SPECIFICO: 1−2

∆ h = Cp ∆ T

- ENTALPIA SPECIFICA: ∆ s = 0

- ENTROPIA SPECIFICA: ∆ u = Cv ∆ T

- ENERGIA INTERNA SPECIFICA:

EQUAZIONE DI STATO DEI GAS PERFETTI

P v = RgT

P = pressione assoluta;

v = volume specifico;

R = costante di proporzionalità detta costante dei gas;

T = temperatura assoluta;

Rg = R /Pm

R = costante universale dei gas;

Pm = peso molecolare = massa molare;

CALORI SPECIFICI DEI GAS PERFETTI

GAS CALORE SPECIFICO A PRESSIONE CALORE SPECIFICO A VOLUME

COSTANTE (Cp) COSTANTE (Cv)

MONOATOMICO 5/2 Rg 3/2 Rg

BIATOMICO 7/2 Rg 5/2 Rg

POLIATOMICO 9/2 Rg 7/2 Rg

*L’aria è un gas biatomico, k = 1,667 per i gas montatomici.

Rg = Cp − C v

k = Cp/C v