Formule fisica: Appunti di Fisica generale

Fluidi

Massa volumica: ρ = m/v; peso specifico σ = mg/v; pressione p = ΔF/ΔA.

Fluidi incomprimibili

Legge di Stevino: p(h) = p + ρhg.

Principio di Pascal

Se cambio localmente p di un fluido, la variazione si trasmette su tutto il sistema: p’(h) = p + Δp + ρgh.

Principio di Archimede

Un corpo in un fluido risente di una spinta dal basso F = (ε) ρVg.

Equazione di continuità

Velocità di un fluido indipendente dal tempo: Rv = cost (portata volumica).

Equazione di Bernoulli

Conservazione energia per un fluido: K = L -> ΔK = 1/2 mv - 1/2 mv = 1/2 ρ ΔVF. Il lavoro delle forze di gravità: Lg = -Ug -> Δug = -ΔmgΔh = -ρΔVg(y₂ - y₁). Il lavoro delle forze di pressione Lp = -ΔV(p₁ - p₂); 2ΔK = L = Lg + Lp => 1/2 ρ ΔV = -ρΔVg(y₂ - y₁) - ΔV(p₁ - p₂) => p + ρgy + 1/2ρv = cost.

Termodinamica

Al variare della T, avvengono dilatazioni: lineare Δl = lαΔT (α = coefficiente); volumica ΔV = VβΔT.

Energia scambiata tra sistema e ambiente = calore (Q) in Joule:

• Calore scambiato con il sistema Q = CΔT (con C = mc = capacità termica, c = calore specifico).
• Calore trasferito durante il cambiamento di fase Q = mλ (con λ = calore latente, calore affinché avvenga il cambiamento di fase).

Conduzione, potenza termica Pc = Q/t = kA (T₁ - T₂)/l (con k = conducibilità termica).

Irraggiamento: potenza emessa P = σεAT⁴, potenza assorbita Pa = σεAT; potenza netta P_NETT = Pa - P.

Trasformazioni termodinamiche L = ∫pdV.

Macchine termiche

Ciclo di Carnot: Q = L -> rendimento η = energia ottenuta/energia assorbita = L/Q.

Macchine frigorifere

Trasferimento di Q da una sorgente fredda a una calda; efficienza ε = energia utile/energia assorbita = Q /L.

Gas Ideali

pV = nRT / pV = NkT (con K = costante di Boltzmann = R/N; N = nN). Lavoro:

• Isoterma (T = cost) L = nRTln(V_F/V_I).
• Isobara (p = cost) L = p(V_F - V_I).
• Isocora (V = cost) L = 0.

Energia interna E_int = 3/2nRT; calore specifico molare a V = cost: Q = nc_VΔT (con c_V = 3/2R) => E_int = Q => ΔE_int = nc_VΔT.

Calore specifico a p = cost: Q = nc_PΔT (con c_P = c_V + R).

Espansione adiabatica

Q = 0; pV^γ = cost (con γ = c_P/c_V).

Trasformazione politropica

A calore specifico costante: pV^k = cost -> L = ∫pdV = (1/1-k) x (p_IV_I – p_FV_F).

Processi spontanei

Entropia ΔS = nRln(V_F/V_I).