Fisica Tecnica Pt 1

1° Principio della Termodinamica

ΔU=Q-L

La variazione di energia interna di un sistema è uguale al calore associato meno il lavoro compiuto.

Esplicitato più propriamente: il calore e il lavoro sono manifestazioni diverse dell'energia, ovvero due modi diversi dei sistemi di scambiare energia (che può essere energia cinetica, potenziale, potenziale elettrica, ...).

L'energia termica non è altro che l'espressione dell'energia cinetica delle particelle che compongono un sistema quando da un punto di vista macroscopico tutte le forme di energia si riconducono allo stesso fenomeno. Da un punto di vista tecnico dire che l'energia termica non è altro che l'energia cinetica complessiva del sistema non è di grande aiuto, infatti molti e solitamente poco disponibili modelli di calcolo per ogni particella, il numero di particelle che compongono un qualunque sistema è talmente elevato che qualunque tentativo di risolvere completamente un sistema a partire dai suoi costituenti sarebbe attivo e fallimentare; non abbiamo la potenza di calcolo necessaria per poter affrontare un problema macroscopico a partire dai fenomeni microscopici.

Quindi 1° principio: L'energia che contiene un sistema si può muovere sotto forma di calore che sotto forma di lavoro.

Chiamiamolo un trasferimento di energia, trasmissione di calore se il trasferimento di energia è originato da una ΔT, ovvero se c'è una differenza di temperatura che provoca uno spostamento di energia, allora parliamo di calore altrimenti parliamo di lavoro.

Una qualunque scambio di energia che non sia collegato alla temperatura è lavoro.

STATO DI UN SISTEMA: Parliamo di stato di una sostanza quando è possibile attribuire al sistema delle proprietà nel quanto possiamo individuare in modo certo le caratteristiche del materiale. (P, T, V, composizione)

Per definire lo stato di un sistema abbiamo bisogno che il sistema che dobbiamo considerare si trova in una qualche EQUILIBRIO. Si considerino un gas contenuto all'interno di un sistema cilindrico pistone mentre il pistone si sta muovendo la pressione sarà e la massa in ogni punto e: sono una qualche onda di pressione dell'interno del materiale che spinge il pistone stesso, ovvero la P non è affatto riequilibrato all'interno del materiale.

Quando vi è un movimento di un corpo inevitabilmente ci saranno delle variazioni di pressione da un punto all'altro. Allora se P non è definibile non possiamo determinare lo stato del sistema. è difficile trovare un materia equilibrio, tecniu equilibrium chimici.

Ma tenendo alla diffus di sistema, se invece di considerare tutto il sistema ovvero tutto il progetto, consideriamo la tendenza della variazione di volume abbastanza piccolo, affinché pressione temperatura e composizione chimica risultano costanti, allora avremo una serie di porzioni di materia, ovvero sistemi, ciascuno dei quali sono in EQUILIBRIO

Volume e stato delle sostanze pure

Il volume dipende dalla quantità di materia presente nel sistema;

• Il volume è una prop. estensiva del sistema;
• Il volume specifico è una prop. intensiva;

Se ho due sistemi e li metto insieme, tutte le prop. intensive rimangono invariate, tutte le prop. estensive raddoppiano.

• Volume specifico non varia. Infatti, un raddoppio V raddoppia.
• Energia (sia interna) prop. estensiva
• p e T prop. intensiva

Temperatura

La persona ed il volume specifico sono proprietà coincidenti che in termodinamica intensiva solo statura meccanica. Temperatura: differenza di colore e l’energia recepita provocato il suo innalzamento di temperatura. Allora la termistatica è la propria di un sistema che ne descrive l’energia cinetica media. Ma questa definizione è invalida, la temperatura non è altro che la traduzione fisica di una sensazione.

Possiamo definire la prestazione di un ciclo, ovvero la capacità di produrre lavoro andando a confrontare la grandezza utile: LAVORO con quello che è il "pegno": CALORE ASSORBITO

RENDITAMENTO \( \eta = \frac{L}{Q_{ass}} \)

\(M < 1\) ,necrosuriemente

oss.: il calore ceduto è sempre, non ci interessa, è ceduto all’atmosfera

Note:

Nessuno ci garantisce che L non portivo ed transcurrito non ha in cosa il L produttivo, solum significato A meno che la macchina non arrida una altra funzione, nessuno ci vieta di:

— ASSORBIRE CALORE A BASSA —

— CEDERE CALORE AD ALTA —

\( \uparrow \) FRIGORIFERO \( \downarrow \)

questo puo accadere purché L sia negativo!!

avere uno oculato da nonno un lavoro potrebbe

essere in grado di assorbire calore a bassa temperature e cedere calore ad alta temperature

\( \frac{3}{1} \) FRIGORIFERO: DOMESTICO: riceve lavoro dall’uovo eletrico,

assorbe calore a bassa temperatura al interno dell’ossato frigorifero e cede calore ad alta temperatura verso l’ambiente che lo contiene

\( \frac{4}{1} \) CONDIZIONATORE: assorbano calore della stanza a temperatura piu bassa da quella esterna e cedem il calore dell’esterno col una temperatura piu alta,

e per forze questo assorbous potenza elettrica.

→ GAS possono avere tutte le forme di trasforma-

zioni che ci siano. C_s compreso tra -∞ e +∞.

Quindi C_s-GAS solt'punta:

• UN PO' della SPECIE GASSOSA
• TANTO della TRASFORMAZIONE
• POCO dello STATO TERMODINAMICO (cioè della temperatura)

* il coefficiente tecnico _{un po'} del lavoro recuperabile per il fatto che

dilata un po' con la temperatura, quindi ad esclusione degli effetti

della dilatazione termica non abbiamo produzione di lavoro, quindi

C_p = C_v.

SISTEMI APERTI

* Cerchiamo un'estensione del primo principio valido per

sistemi aperti (in cui c'è anche scambio di massa)

→ PER UN SISTEMA CHIUSO

dE/dt = ^Q̇ + ^L̇, con E = U + k + G

t POTENZA POTENZA

TERMICA COMPIUTA

(causa del ΔT) (causa delle forze)

→ Ma se c'è scambio di materia, consideriamo la

PORTATA DI MATERIA, cioè un certo flusso di materia nell'unità

di tempo.Indichiamo con ṁ_i una certa quantità

di materia che entra nell'unità di tempo nel nostro

sistema:

ṁ_i = dm_i/dt

e la quantità di materia infinitesima

che entra nel nostro sistema diviso l'intervallo di tempo

d'infinitesimo.

Questa uomo ci porta dentro la sua energia e possiamo

scrivere:

+ ṁ_i(u_i + k_i + g_i)

PORTATA IN MASSA

energia specifica media della massa entrante

PORTATA ENERGETICA annuiata

e quale flusso di energia

PORTATA: quantità di materia che passa attraverso una sezione nell'intervallo di tempo unitario

(in G.A.SDINAMICA)

dT/dt = ^dQ/ + L* + + ∫_Vc^SUP>_PER_M_

Quando "Q" misurata rispetto alla sezione A:

i_v = ∫_N{QmdA} = 1/_V∫_A^N(Q_d) = {il GILET llevó por 2missione ___________ ) ⊨ ???? ∴ {PORTATA IN VOLUME (G)

Il. siento dei unm cinete tendente alla POUSTA IN VOLUME!

o como, yo: volumen de attraverse le "

Sezione A nell'invito di tempo

__UUID "__

AL PORTATA di un fluido può essere espressa

in 2 modi:

__VOLUME___ {^m3/h} = {^l/s}

__MASSA___ {^kg/3