Termodinamica

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Appunti di Termodinamica con Formulari completi e tutte le argomentazioni per superare l'esame di laboratorio di Termodinamica a Fisica. Contenuti:Sistemi TermodinamiciCalore e LavoroPrincipi …

Esame Termodinamica

Facoltà Scienze matematiche fisiche e naturali

Università Università degli Studi di Roma La Sapienza

A.A. 2020-2021

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Principi di trasformazione termodinamica

Primo principio della termodinamica

Isobara: p = costante
ΔU₁₂ = Q₁₂ - W₁₂c_p(T₂ - T₁) = Q₁₂ - p(V₂ - V₁)
Molare: ΔU_m =

Isocora: V = costante
ΔU₁₂ = Q₁₂ - W₁₂Q₁₂ = c_v(T₂ - T₁); W₁₂ = 0
Molare: ΔU_m =

Adiabatico: Q = 0
ΔU₁₂ = Q₁₂ - W₁₂c_v(T₂ - T₁) = -( - )c_v(T₂ - T₁) = -(R(T₂ - T₁))
Molare: ΔU_m =

Primo principio: ΔU = Q - W
Monot: W₁₂ = mR (T₂-T₁)

Trasformazioni termodinamiche

Isobarica: p = costante, V/T = costante
Isocora: V = costante, p/T = costante
Isoterma: T = costante, pV = costante
Adiabatica: Q = 0, pV^γ = costante
Politropica: pVⁿ = costante

Formule di equazione di stato

pV = nRT = mRsT

Energia interna ΔU

Isobarica: Mono: ΔU_v = c_V(T₂ - T₁)
Isocora: ΔU_v = c_V(T₂ - T₁)
Isoterma: ΔU_v = 0
Adiabatica: Mono: ΔU_v = c_V(T₂ - T₁)
Politropica: Mono: ΔU_v = c_V(T₂ - T₁)

Lavoro W

Isobarica: W_v = p(V₂ - V₁), W_v = mR_s(T₂ - T₁)
Isocora: W_v = 0
Isoterma: W_v = mR_sT₂ ln(V₂/V₁)
Adiabatica: Mono: W_v = (1/γ - 1) (p₁V₁ - p₂V₂), Birl: W_v = (R/c_V) (T₂ - T₁)
Politropica: W_v = (R/c_V) (T₂ - T₁)

Calore Q

Isobarica: Q_V = c_p(T₂ - T₁)
Isocora: Mono: Q_V = c_p(T₂ - T₁)
Isoterma: Q_V = mR_sT₁ ln(V₂/V₁)
Adiabatica: Q_v = 0
Politropica: Mono: Q_V = c(R/c_V)(T₂ - T₁)

Entropia

Entropia reversibile: ΔS_AB = ∫ δQ/T

Entropia irreversibile: ΔS_AB = ∫ δQ/T_r

Isobarica

ΔS_v = c_pln(T₂/T₁), T_r = T

Isocora

ΔS_v = c_Vln(T₂/T₁), T_r = T

Isoterma

ΔS_v = 0, ΔS_AMBIENTE = δQ/T, ΔS_AMBIENTE - ΔS_g = 0

Adiabatica

ΔS_v = 0, ΔS_AMBIENTE = δQ/T_r

Politropica

T_r = T

Trasformazione irreversibile

ΔS = ΔS_v + ΔS_AMBIENTE + ΔS_{IRREVERSIBILE}

Costanti fisiche

N_A = 6.02214129 x 10²³ [mol^-1], R = 8.314472 [l/mol·K], k_B = 1.3806488 x 10^-23 [J/K]

1 cal = 4.186 J

Calore

Q = CΔT = mc_sΔT

Capacità termica

C = mc_s

Calore specifico

c_s = ^C⁄_m = ^Q⁄_mΔT

Calore latente di transizione

λ_T = ^Q⁄_m

Conduzione

(K=conducibilità termica) Q = K^S⁄_L ΔTΔt

Convezione

(k=coefficiente convezione proporzionale a T) W = ^dQ⁄_dt = kTSΔT

Irraggiamento

(0 < ε <1 = emissività; σ = 5.67 x 10^-8) Q = εσST⁴ Δt

Dilatazione termica

Dilatazione lineare (λ_L = coefficiente di dilatazione lineare) ΔL = λ_LL₀ΔT
Dilatazione superficiale (λ_S = coefficiente di dilatazione superficiale) ΔS = 2λ_SS₀ΔT
Dilatazione cubica (λ_V = coefficiente di dilatazione volumica) ΔV = 3λ_VV₀ΔT

Temperatura di equilibrio

Tra 2,3 corpi e tra n corpi T_e = ^m₁

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