Formulario completo di termodinamica Fisica Tecnica

Sistemi

CHIUSO l' la

esterno materia

contiene

• scambiare quantità

stessa

può di

sempre

massa e

non con

:

ISOLATO TERMICAMENTE superfici adiabatiche

l' idealmente

scambiare colore esterno (grazie

• )

alle

può con

: non

ISOLATO esterno

l'

MECCANICAMENTE colore

scambiare

• può con

non

:

COMPLETAMENTE isolato lavoro colore

- l' esterno

scambiare

può con

massa o

non

: ,

MASSA aperto

sistema

chiuso

sistema VOLUME CONTROLLO

DI

CONTROLLO

Di =

=

EQUILIBRIO all'

trasformazioni interno del

quando sistema

le

cessano :

MECCANICO accelerazioni eguagliarli forze)

delle

dovuto all'

(

di

- assenza

:

ELETTRICO )

elettrici all' del potenziale

uniformarsi

(

flussi dovuto '

i di

assenza

: )

temperature

Termico flussi all' delle

termici uniformarsi

(

dovuto

assenza di

• :

Chimico chimiche chimici

dell' potenziali

uniformarsi

di di

reazioni

- assenza causa

a

: equilibri

TERMODINAMICO tutti gli

contemporanea di

presenza

- : .

REGOLA GIBBS

DI

DELLE FASI

(

COMPONENTE presentarsi

) sostanza fori)

(

chimica anche

costante

c più

composizione può

con

pura in

: termodinamiche intensive

variabili

(f)

FASE f

sostanza

di ✗ C-

omogenea -12

regione pura

u n a

: =

TRASFORMAZIONE Quasi stati

trasformazione

Statica attraverso

che di

evolve successivi

- trasformazioni

Le

lente

Sono trasformazioni storiche

equilibrio reali mai quasi

sono

n on

. .

PROPRIETÀ ESTENSIVE dall'

dalle estensione sistema

/

dipendono dimensioni di

e o u n

volume entalpia

ESEMPI interna entropia

energia

mana

: , , , , temperatura

PROPRIETÀ INTENSIVE specifico

volume pressione ,

,

COORDINATE TERMODINAMICHE densità temperatura interna

specifico

volume energia

pressione ,

. ,

,

,

,

entalpia entropia

,

NON TD viscosità

colore conducibilità

lavoro forza , ,

,

, - ( =/

DENSITÀ ] Iff

)

f-

kg

~' uniforme

densità

line infinitesimo

v' volume dv '

'

p ' p

m P

P non n on

: = = =

=

} ,

M ,

v

✓ moli

✓ → ✓ di

n

_

- .

M¥1

VOLUME [ KST

specifiche

Im utile molare

le

specifico base

grandezze M

V può m

: esprimere

essere su : =

= vuol

kg

M

molare

massa .

FÈ

TI

Fu f

PRESSIONE unità

dtn

P' Pascal

lim DA 1bar

=P

' di Pa

misura

P naaaaa

: : =

=

= =

A

A da

' 325Pa

atm

A- 1

→ '

101

, =

TEMPERATURA eeqt equilibrio

l'

Presi indicando

Principio C)

termodinamica (

3 B

ZERO DELLA A

corpi con

: ,

, ,

Aeat

termico Beqtc

B Anat C

e

se

:

ENERGIA DI UN sistema [ /

mi data

ENERGIA Kg le

dalla tutte

ed

Joule energie

è di

TOTALE in somma

-

misura

si

: = '

S

- _

ENERGIA DE 1am Wi ( )

POTENZIALE Ect (Wi )

DEP

cinetica Za

Za

+ mg

e mea

: = -

-

=

)

ENERGIA ( U

INTERNA

ENERGIA Esiste '

( gztu) MW tl

SISTEMA F-

Ect

DEL pt

wa mgztrnv

lrist

un + +

m

: =

- = = a

MODALITÀ TRASFERIMENTO

DI

[ ÈDÌ

LAVORO <

• : = ha

lavoro storica

)

P nel

uniforme

istante pistone (

trasf

di è

si

compressione espansione ogni quasi

se i n

o : -

.

'

IL

Lif =/ PDV lavoro

infinitesimo

SL dv

ok =P lavoro spostamento complessivo

=P A per

-

. 1

costante DV

mentre L

è

p

se =p

comprimo Èn

Ìn

SL DÌ Fndx

Fu DX coso

= =

. = II è

2 una

non

dv

Pd ) funzione stato

A 8L (

Ad A di

X =p

=p

=p ✗ -

= [ IL

ÈDÌ

=/

trasformazione

Il particolare Li

lavoro seguita L

sistema

dal La

dalla

dipende #

= -

1

'

CALORE Qz

{ Q1

SQ

dipende trasformazione stato

• proprietà

dalla Q

quindi

è di =/

e si

non n o n

-

= misura

direttamente

In trasformazioni Te

storiche sapendo S entropia)

valutare

possibile il colore

reversibili

ideali ( :

è variano

come

quasi -

Fds

[ {

Q JQ

= =

I° TERMODINAMICA

della

principio {

Q L )

F-

DE Energia

lavoro aumento

Ez (

entrano

sistemi chiusi colore

rist +

i →

per o

-

- =

= [ (

Q

sist lavoro

colore )

F- pdv Energia

diminuizione

escono

→ o

-

-

=

t aumenta

L'

du

siste discordi la

DE sistema

F-

devono

di essere di

regni sempre

i compressione

con

un

. .

Q

(

§

F- ( le finali

L

) ( contributo

Qi Q.int Qt L

Qour

Li Lin

rist ) ) di

Loui sono somme

+ + e ogni

=

= - = infatti

trasferisce solo

modalità

le

Q

( )

è

energia

< si

cui

sono

e con

Esist Q L

DE

Ep DU ,

+

+ et che sistema

= quest'

ultima entra ed

= dal

esce Q 0

cost

Q

scambi

In 0

Ez E

L F-

DE sit

di =L

di

• assenza e i =

-

= =

=

F- DE O

DI DE sistema isolato

ambiente

sistema 0

+

universo univ

=

= =

Il nucleari

che

afferma

• 1° distruggere

di reazioni

in può creare

assenza energia

principio s i

non o ma

,

,

solo trasformare sistema altro

ad

scambiare

può da

si un un

o

Ì

POTENZA ( ) (

quantità trasferita nell' lavoro

sottoforma )

unità Morte

J

tempo

di di /

di

energia

: =

s

velocità punto

nel tz

di te

>

I =/

della

applicazione =/

forza

F Si L dt

quantità tempo

nel

trasferimento

il

in dt F-

L W

indicare di

usa per

sopra

• un

= . te ti

Bilancio ENERGIA

di

Afferma che sotto l' quantità

Q aumentare

forma

certa

cediamo della

quantità stessa

L Esist

di

se di deve

energia o

una ,

BILANCIO ISTANTANEO istante

ENERGIA istante

POTENZA succede

Bilancio valutare che

DI Di serve ciò

o : per

a In %

Esist ]

Variazione di nel

dt tempo

divido per =

È 0¥ [

À

JQ 8L

durante trasformazione

sistema Quantità

al trasferita

DE al sistema 1secondo

F-

t

+ in

di

>

una =

=

NÉ

QÉÌ dt

÷É →

F- Ti Tz ~

2

/ )

=) di 0¥

dt / /

Òdtt DE CONDIZIONE STAZIONARIA

DI 0

:

+ =

= at

Ivtz

E µ ^

ti

' Ti Te

tifidt

Stadt

à Q Q Qua

molto L

DE ciclo

netto

L

0

CONDIZIONE ciclica : = - = -

-

= in

ciclo

ciclo

SIGNIFICATO dei VARI Bilanci

JL

SQ ( )

forma

DE infinitesime

trasformazioni

bilancio differenziale

+ → in per

= À [

DE ( che vist che

nel lavora

tempo

sistema

potenza condizioni

bilancio )

stazionarie

+ di in

→ varia o

= .

F- T2 T2

2

| )

=) di dt

dtt

DI bilancio tra

integrale stati

( trasformazione

equilibrio raggiunti attraverso

vale )

2 di

→ precisa

una

F- Ti

1 ti

Esiste Qtl il

quando interessa

ci

→ percorso

n o n

Cicli Analisi

TERMODINAMICI chiusi

Sistemi

10 principio

- -

TRASFORMAZIONI stato finale

APERTE

1) stato iniziale =/

TERMODINAMICHE →

: stato

/ finale

2) allo

CHIUSE iniziale di

cicliche oltre serve minimo

numero

→ u n

= ,

termodinamiche che

coordinare variano

n o n fornisce l' F- primaria

cicli TERMODINAMICI adottata )

tra (

scambio ambiente

colore abosnet

sorgenti di

→ 2 una

una

,

SORGENTE T

modificarne

macchina la

scambiare colore

IDEALE

TERMICA può

cui senza

corpo con

→ u n a

ciclitermodinamici Q

1° 0

principio DE ciclo < ciclo

ciclo

per : = -

=

È che

possibile E E E

E sistema

del

interna interna →

avvenga >

meccanica meccanica

:

Non che tutta l'

possibile E contrario

( il

trasformi ) mentre

sistema F- 2°

è è

di

int vero

principio

in meccanica

si

un ,

TIPOLOGIE cicli

Di

cicli sistema

MOTORE macchina

i dal

uscita f-

netto

lavoro

lo colore termica

)

scambio di produce in

un

L Qin

ciclo T

alta

Q Qin

our fornito ad

0 è

>

= -

Cicli netto

lavoro

FRIGORIFERI POMPE il nel

CALORE entrante sistema

DI

± provoca

o un

uscente sistema

colore dal

netto .

1-più

il

riscalda

freddi

utile il alta

ad

L

spendiamo corpo

corpo

amo

→ una

Qin Q Lc O L Qin

Qout fornito

out Qin

banali

ciclo 0 è

- <

= a

>

=

- -

out termiche

macchine Enea F-

Q

Qin partendo eletti

0 che caldo

freddo da

Lc Sono generano

se - >

< e e

, .

RENDIMENTO Principio cicli

Di 10 per

Valutazione dell' la

ENERGETICA tra grandezza utile

EFFICIENZA rapporto

= ottenerla

ciclo

dal

prodotta l'

divino energia per

spesa .

/effetto utile

grandezza Liceo

Per motore

cicli

" µ

i -

: =

= energetica Qin

per

spesa utile

effetto

l'

ottenere

Lcl Qcold

I Qin Qour dove

µ LC L

Qin 1 ciclo

Qour 1

- se > =

=

= - =

-

Qin Qhot

Qin

Qin

Ricordando Qin Qout

che Qoul

Qoul

Qin

L ottiene Y 1

ciclo O - 1 <

si

> : = -

=

=

- - Qin

Qin 0 E1

Qin Qour Qout M

(

se Qour 2=0

Qin 0

) E

y

→ = 1-

= =

Qin II°principio

Il

Q Qout le

efficienza

Se unitaria lo

0 vieta

Qin

1-0=1 4 Lc

1

4

o

out → -

→ o =

= =

= -

Qin Qin

Qin Qin Qcold

cicli frigoriferi tfp

Per l' utile freddo

• effetto >°

il

è

: = =

= Qcold

Q

L hot

Qout

ciclo

= Qin -

-

COP o

>

Qin 0 Que 0

Qin ciclo

L

COP O COP ,

se so se

= =

= =

=

cicli Qour

l' effetto Qour

uscente

utile colore

colore

Per Mp

il

di

- è ^

pompa >

: =

=

, Laido Qin

Qour -

Qour Qin Qojt

QOUF

Quando

Qin

Se Qin

> O

Qour (

0 1 µ raggiungibile)

INFERIORE

Limite Di Efficienza → cosa

x non

= →

-

= =

a. o

we -

Qout

Mpe di

efficace

RESISTENZA )

Elettrica colore

della

(

1 meno pompa

= ciclo

L

COGENERAZIONE l' utile prodotto

effetto uscente

il ciclo il

motore

lavoro colore

da

è

: un ,

Qour

+

< Qin

Moog Qour utilizzo uscente

Quel ( tutto

ciclo ciclo

il

solo dal )

+

Naj calore

Qin

ciclo Qour

L - se

1

se -

= = =

Qin Qin

BILANCIO termodinamici

POTENZA cicli

DI in ciclica

DE 0

>e =

t Ì

Ò cost

I termo Òtl

cicli stazionarie

d. lavorano

reali condizioni 0

spesso →

cui

per

i n =

: - =

= =

§ L

Dt

L

µ ciclo Efficienza

ciclo termini

ciclo potenza

di

i n

= = =

. Qin Qin

Dtciclo

, cicliche

macchine uguale

termini

voluto

Se nelle

potenza

di

µ è

i n energia o .

DT

ciclo

1-

ciclo tciclo tè

=/ /

]

§ I

[ Ì

I

ho

7 L dt )

(

dt

1

Jj dimensioni

non

= =

= = 0

o

I È

Qin Le ¥

È # ciclo

Ym Ym

-

- =

= = =

= • Qin

Dtciclo

ciclo

DT stacco

TRASFORMAZIONI IRREVERSIBILI

REVERSIBILI e

PRINCIPIO

2° Planck

Kelvin tra )

lavoro

colore

secondo equivalenza

( e

- non

ENUNCIATO 2° Principio della l'

TERMODINAMICA ciclica

che trasf

risultato ottenere

impossibile di

è unico una

: sia

.

lavoro sottratto sola termica

sorgente

colore da

da una /

/

Il delle

l' IL ciclo

Q

/

ciclo

forme

Principio equivalenza di

afferma

1° 2 energia

- : = ciclomotore IL

quella Per

l'

Il E rispetto

che termica Q

afferma /

valore

principio ha cicl