Fisica tecnica

ÉÉ' È sistemi termodinamici

In dell'problema termodinamico analisi stommmoogni c'al è incentro, V{ ÈNei dacostituito qualsiasisistemi termodinamici unadello il cuiporzione spazioquello studiarevuoleche si di" " "" "" " ""dei" età""" ° "" superficie di[ controllo]-1sistemi p .mv . . .,, , .Un Tuttofissato dellafinito fuorial didàciò chenumero edi tutte ilsuperficiedetermina diproprietà controllo prendenele altre di esternoambientenomeyVQuando tutte le hanno valoreproprietà unFisso diceimmutabileed sistemailchesiè stato termodinamicouno.

Stato termodinamico ed equilibrio

Lo letermodinamicostato di proprietàqualenel misurabilisistemaun, abbiano fisso cardiziouidie-qailibn.ioed siimmutabilevalore introvichepresupponeun ← dice equilibrioUn sistema si inpossibileèDe il spontaneonon passaggioad altro stato siche ciun senzamodificazioneabbia anchespontaneaunanello dell' ambiente esternostato.

Esistono tipi didiversi equilibrio:

• € & Il equilibrioequilibrio termico chimico=equilibrioeowiii= Buo di la composizionequandola temperatura è fasemeccanico chimica varia= nonuniforme tra sistema = quando sistemauninlaesternoambiente èpressionee c'multifase ènonuniforme nel tendenza alsistema Easedipassaggio.

Perchè devetermodinamico sistemaequilibrio termicoequilibrioilabbiasi contemporaneamente in meccanicoessere, di fase chimicoeLe proprietà estensivepossono allasecondaessere proporzionaliintensive cheo sianoamossa oppure no.

Dalle dimensionidipendono delESTENSIVE → sistemadalle dimensionidipendono del hanno dalla→ sistema indipendenteINTENSIVE delvalore mossanon, qualsiasiinalteraterimangonosistema sottoinsiemeper, PÈ→ 0,511EV 0,5m, Mi, E E0,50,5, I1Il duedelle descrivereproprietà necessarie (7) delproprietasistema ogninumero sonoa un, sistema funzione (( )due proprietàpuò )diessere altreespressa come yx e,)(2- 2- Xi-Affinche grandezzauna differenzialesia funzionela deveproprietà lache descrive esattouna avere: un,☒ ☒•dy dxIl finaledallodalle dipende quellovalore esattidi statosolodifferenziali dagrandezze inizialeassunto cuiistato sono e, ,La di funzionedall' fine grandezzadal inizio èalla soltatodicammino determinatoandare statoe può venireper puntonon essa auna., di additivacostantemeno una.

Trasformazioni

Quando di èda ad trasformazionealtra disi dicesistema condizionepassa equilibrio un' oggettoun cheuna una.. Può finaletrasformazioneUna definitaavvenire inizialidi edsolo l' dallosolo statoambientea causa esternointerazioneuna con è.

Una trasformazione può essere:

• TemperaturaISOTERMA costate=
• ISOBARA costantepressione-
• Volume costanteISOCOQA =
• Entalpia costanteISOENTACPKA =
• Costanteentropica entropiaIso = .?⃝

Le Durante trasformazionelaquestoproprietà del hanno in equilibrioquando èsistema solamentesenso. Perproprietàquindi leveniresi quale possibileciòpuò ricondursièa prosapere sono ovviarenon aa. trasformazioni ( )statiche trasformazionela ladividere died inastrazione cuiinintervalliinfinitoquasi diimmaginarie numero- unequilibriil sistema inè:

Un definisce YERIM modo ambientepossibilesiprocesso ilin esternoriportare l'qualcheè chesistemasiaalle trasformazionestesse dell'condizioni dellacui prima inizioin erano.

Un delleletermodinamico proprietàlo descrivonograndezzechiamasi sonocartesiano chenepiano piano| P ^' ? :Yan;ৠ: " → recarsiciccioB

Equazione di bilancio

L' Alla di bilancio applicato diè basequalsiasi estensivapuòstrumento grandezzamatematicoequazione di bilancio a ogniche essereuno. Al ledi che tuttepostulato quantitàbilancio primo contribuisconomembroequazione ci sistemaadoccorre che i laccrescerecisia un sono., tutte le qualitàsecondo delil sistemamembro diminuiscano contenutoalviceversa che?[[ ]][ ] [ ]Pinza Pge P I Ps + ++ . se ↳ dellavariazionegrandezza neltempoequazione di bilancio della massa

Postulato [ [ ]]fenomeniin ladi è grandezzarelativistici distrugge= mais soconservativa simossa Mgmassenza si =crea: nonuna none, ,Un l'di dellain divolumel' delapplica studiatoèsistema bilanciosi con approcciocui apertosistemamossaequazione uncontrollo }: solo A- entrate[] ][[ ] DM.ve uscitasolos +m 1meineinizio }]} entrate[ +][ [[Emin Dm uscite++mani_ " .

Portata e regime

Portata massica ( )inmassicaLa difluente unitàla latempo rapidità cui nelspostaè sistemaportata monaca mossa siconpermossa, ¥%%÷_Patata volumetricaVolume fluidodel fluisce sistemache nel .a→☐Èha

Regime stazionario QuandoSi ilparlo di caratterizzatequando qualsiasi nullaha tempostazionario tanto di èil sistemagrandezzaalregime derivata rispetto una., componente del sistema costanteè di °=jt

Flusso monodimesionaleIl laflusso identificalungotutte le ilquando motocoordinataproprietà variano soltanto chemonodimensionale talee-.

Postulato di stato

Postulato di statoIl loproprietà didefiniredipendentii necessariedi piùcomponente A-strato è parisistemainterne intensivenumero ilaa a unun, ,di lavoro reversibilepuòcuimodi in scambiareessonumero. Nel siquestodellefrontedi è 2indipendenticui iltroviamoin proprietà uguale ed insostanzaci casoacaso pura auna numero[parla di semplicisistemi[ sostanza miscela cheolavarianon suac' modosoloè un chimicaper composizione. lavoroscambiare reversibile7k¥

Esperimento PVT

Esperimento PVT. È fatto stazionarioesperimento in cui sostanzache introdottanotain unaregime vienevieneun un pura una mossacon,,)all' di attritosipistone (cilindrosistema il sipistoneinterno muoverepistone senzapuoun -. Partendo Fornitodi quasi temperaturalamisurandoalare insituazione equilibrio staticada iluna viene maniera pian epiano-Pd|specificovolume. èfusione: aAretovmevaporizzatore»

Fase solida

Fase solidaQuando la fase dil'solidasostanza aumentoè del volume lacomporta dellieve crescitateuperatzain rigidezzauna in quantoreticolo dellache distanza intermolecolarecristallino ridottoconsente altro annettonon un

Fusione

Fusione DuranteQuando temperaturafusione latettodella fasela prima didi iniziamanifesta il cambiamentoliquidosi goccia il processo. dellacostanti liquida finofasela Il della allacomporta aumento progressivorimangonopressione processoe scomparsaun massa.della fase solida

Fase liquida e vaporizzazione

LiquidaFASEAumentando temperaturala specificoentitàlieve il volumeannata in.

Vaporizzazione LabollaQuando temperaturala di hail laprima inizio anche rimangonoprocessocompare vapore e questopressione casoin.costanti

Fase aeriforme

Fase aeriformeUna fasevolta tutto ricomincia salireè aeriformeLatemperaturaliquido aeriforme ladiventatoche il sostanza nella suaa occupa.volume molto fasequello liquidaoccupatorispetto nellaun maggiore a.

Superficie caratteristica

Superficie caratteristicaTutti di equilibriogli semplicedistati rappresentaticomponentead possonosistemaun essereunda superficie superficie superficieTaledimensioni dettauna 3 caratteristicaèaspazioin uno. % ricavatiluogo dei punti prtl' esperimentoo con deiluogoilindicache sicuramentepunti dove- "" " ." ÷ TOgni lavolta bifasicneche compaiono zone•Stv [ ]Pla VScostanti VLSe L -sono --., ,delAl della linea triplodi sotto puntoV un• riscaldamento la sublimazioneprovocaLa linea delsinistrasta allache• limitecritico chiamatapunto curvavieneinferiore deiluogo punti ildoveed ilè faseliquido allaè vaporepassarepronto aLuogo liquidopunti deldei saturo÷ ."" limitecritico chiamatapunto curvaviene deiluogo puntiedsuperiore ilè cui èc'in di( tracciaalcunsenzasaturovapore seccoalDl saturovapore seccosi somministra minimauna siquantità ditrasformaenergia essosurriscaldatoin vapore

Punto critico

Punto critico )La pressione( latende aumentandodel saturozona vapore verso nelpunto massimoun,, Taleannullala differenza delquellaliquidodeltra saturoquale volume saturo puntoeil sivapore. valore della differenzalacuichiamato Ilcriticoè punto perpressione. laPressionesi ildettaannulla critica Temperaturacosìè criticovolumecriticacome e., Al di del troviamo troviamomentre dicritico sottoalGASpunto VAPOREilsopra.

Diagramma pressione-temperatura

Diagramma temperatura pressione -Per pt PVl' superficiedellasemplificare proiettarlacaratteristica utileè epianouso sul. BP DicurvaÉÉÉÌ•| saturazione 1 Tale di immediatopermette siin fasequale(, modopiano conoscere inliquido ' ie trovi, il sistema.!"solido gas Il diè c' lapunto triplo quel preciso coesistenzapunto dove è1i tutte triploAl difasitre le del1 ilsotto troviamopunto passaggioe.. S di passaggiA LST L Valmentre esopra i- --.

Nella monofonica delladizona siaeriforme sxaparla vapore( )F. criticolineacriticaisoterma cast ilpassa puntochea perDXallaGase. Nell' troviamodellaDX dilinea saturazione ilarea vaporea della TTsisurriscaldato diadtrovain quanto maggioreunaMentre troviamolineadella disaturazione sx saturazionea.soltorassredato si trova 1-Vapore adil minorequantoin undella di saturazioneT.

Curva di Clapeyron

ClaperyondiCurvaProiettando la Clapyronsuperficie caratteristica didiagrammavolume ilsi ottienepressionesul piano _ Faseisoterma laal criticadella anatomiediP sotto| Isoterma÷ prende di diisoterma surriscaldatoil mentre alvapore sopranome% ;, " della isoterma ilsi ha gas. EE: Tale proprietàpuò valutare leessere utile perpiano%E5coea.at Per farearea ciòpiromanesostanza e" ". (titolo )introdurre del delil ×concetto vapore✓ Tie✗ 02 LI✗= I +Mfn✗1 = liquido vapore saturo- seccosaturo.

Volume specifico

Volume specificoµ✗ v.= m✗ Ne Huss+= Me ve KissMiss+=Ve+m" me-m.ve m✓ = = vvss+✗="+×("»#( )a ✗ve✓ Kiss °× += -✗ = e Tale binomio Puòreazione essereGraficamente: proprietàestesoanche ad alt re:}AB §± ÷%v ve- -- hehe ( )hvssentalpia ✗✗ he= += : -1- Kiss VeC = - (µ )en Meinterno muss✗: Ue+= -. ( ):S ✗Se Sussentropia se= + -

Equazione di stato dei gas ideali

Equazione di stato idealideistato gasI ideali deiin Nonostantein ilciògas astrazione esistono comportamento gasnaturauna quantosono non. Tè idealiconsiderarelane alta sirarefattinaturali imolto Deesono comepossono gas,., L' RTdiventadi stato pvequazione: =Per comportamento di fattorevalutareandare comprimibilitàcapire il un diilgas occor re a: EFZ Dezza- e-il gas unGas ideale

Principio degli stati corrispondenti

Principio corrispondentidegli statiTrattando questidiversi adimensionalisi proprietàcomparabile utilizzandogas comportano manierainsi Dli utilizzandopossono gascomparare: :È Tr I 1-TiTemperatura 0,01<Ridotta →= pr: temperatura,- - - critica Tre^0,01> 2<→prfa TrePr 11pressionePressione 2→peRidotta →= out: ao---

Altre proprietà di interesse

Altre diproprietà interessenostro sano: U ( )T.ro→ ilenergia interna µ= III-1%-1 )da ftp.dv(dadi icìidt=+ +: E+I specifico, colorea t cost costantea costv a v t, H entalpia lineare→ dicombinazione Il}Utpl H Especificocolore vistopuò necessariaessere= come][Jlkg=L diad dia kgaumentare 1 Cpo+ grado massa inunspecificocaloreh LIT due) costantepa condizioni cost costµ pro= a ep a.,., djflpd.tt/f-p4tdP=fp.idTi-a%fdP=/dh

In condizioni di saturazione: ( )✗nele Urss Ue= + -he (he )hvss he✗+ -( )Set ✗s Suss se= -

Proprietà dei comportamenti reali e ideali

Proprietà dei comportamenti idealirealigas a temperaturaidealiNei ladifunzioneproprietàottengono grandezzasolasigas in una,)( tll µ=h )ultut pro pv= = + RT)HIT )T( += µE- TÈ=/ I )cult dy÷dY→ DIÈ→a. = +" = ][ÈÈIdiIIII % R R→ →)cpc