Meccanica dei fluidi - Termodinamica

TERMODINAMICA

TEMPERATURA: misura l'energia interna di un sistema termodinamico.

CALORE: rappresenta un particolare tipo di energia, che può essere trasferita da un sistema ad un altro.

SISTEMI TERMODINAMICI:

sono costituiti da un numero enorme di particelle: N_A ≈ 10²⁴

• Aperti
• Chiusi
  • Sono quelli che noi studiamo; solo scambio energia
• Isolati

Noi applichiamo la termodinamica ad un GAS PERFETTO in cui le particelle sono sufficientemente lontane tra loro in modo di poter considerare nulla l'interazione tra le particelle stesse e la relativa energia potenziale.

Il comportamento fisico di un sistema termodinamico è caratterizzato dal suo STATO il quale è definito quando sono note le VARIABILI DI STATO: pressione, temperatura, numero particelle e volume.

• V, N → Variabili ESTENSIVE: dipendono delle dimensioni del sistema
• P, T → INTENSIVE: non dipendono dalle dim. del sistema

Per poter caratterizzare lo stato del sistema mediante le variabili di stato occorre che il sistema sia in equilibrio, ovvero i valori assunti dalle variabili sono gli stessi in ogni punto del sistema.

_{{ 1 }^○} P₁ = P₂ → ΔQ

In condizioni di equilibrio, i valori che possono assumere le variabili di stato obbediscono alle EQUAZIONI DI STATO

GAS PERFETTO: F(P, T, V, N) = 0

Fissate 3 variabili, la quarta è determinata!

TERMODINAMICA

TEMPERATURA: misura l'energia interna di un sistema termodinamico.

CALORE: rappresenta un particolare tipo di energia, che può essere trasferita da un sistema ad un altro.

SISTEMI TERMODINAMICI

: sono costituiti da un numero enorme di particelle: N_A ≈ 10²⁴

• Aperti
• Chiusi
• Isolati

Sono quelli che noi studiamo; solo scambio energia.

Noi applichiamo la termodinamica ad un GAS PERFETTO in cui le particelle sono sufficientemente lontane tra loro in modo da poter considerare nulla l'interazione tra le particelle stesse e la relativa energia potenziale.

Il comportamento fisico di un sistema termodinamico è caratterizzato dal suo STATO, il quale è definito quando sono note le VARIABILI DI STATO: pressione temperatura numero particelle e volume.

• V, N ⟶ Variabili ESTENSIVE, dipendono delle dimensioni del sistema
• P, T ⟶ INTENSIVE: non dipendono dalle dim. del sistema

Per poter caratterizzare lo stato del sistema mediante le variabili di stato occorre che il sistema sia in equilibrio, ovvero i valori assunti dalle variabili siano gli stessi in ogni punto del sistema.

P₁ = P₂ ⟶ 0 → ∞

In condizioni di equilibrio i valori che possono assumere le variabili di stato obbediscono alle EQUAZIONI DI STATO

GAS PERFETTO : F (P, T, V, N) = 0

Fissate 3 variabili, la quarta è determinata!

TUTTA

_i¹

_i¹

la TEMPERATURA di un sistema è proporzionale all’energia cinetica media:

T = K ¹/_N ^N∑_i=1 m_i v_i²

= K < _EK >

Supponiamo che le particelle siano tutte identiche (m_i = m):

< _EK > = ½ m < ¹/_N ^N∑_i=1 v_i² > = ½ m

Un’analisi più estesa dimostra che:

< _EK > = ³/₂ K_B T

Le variabili di stato possono variare nel tempo T_{RASFORMAZIONI} T_ERODINAMICHE

PIANO DI CLAPEYRON

Se vogliamo che tutti i pt della traiettoria dallo stato A allo stato B rappresentano stati del sistema, questi devono essere stati di equilibrio

T_{rasformazione} REVERSIBILE: è una sequenza di stati di equilibrio

IRREVERSIBILE: no stati equilibro

CICLICA: lo stato iniziale coincide con quello finale

Gas Perfetto

Le cui proprietà termodinamiche sono indipendenti dalla natura delle particelle.

Legge di Boyle

Misurazione della relazione tra P e V per trasformazioni isoterme (T = cost).

Il volume V è chiuso da un pistone mobile avente superficie S.

P = ^mg/_S

Si può modificare variando m.

Risultato ottenuto: PV = H = cost