(2/5) Fisica tecnica ambientale: Termodinamica

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(2/5) Fisica tecnica ambientale, prof. M. Coppi, appunti personali e studio autonomo del testo consigliato dal docente (“Fisica Tecnica Ambientale vol. I Termodinamica” - Moncada, lo …

Esame Fisica tecnica ambientale

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Coppi Massimo

Università Università degli Studi di Roma La Sapienza

A.A. 2012-2013

63 pagine

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2 TERMODINAMICA & CONTROLLO DEL MICROCLIMA

TERMODINAMICA: scienza che studia la trasformazione di una forma di energia in altre forme
SISTEMA: regione dello spazio limitata o quantità di materia definita
SISTEMA APERTO: scambio di energia e massa
SISTEMA CHIUSO: scambio di solo energia con l'ambiente
SISTEMA ISOLATO o ADIABATICO: impedisce lo scambio di calore
SISTEMA DIATERMICO: scambia calore con l'ambiente
TERMODINAMICA CLASSICA: approccio macroscopico sperimentale, permette di definire il sistema per mezzo di alcune grandezze misurabili (grandezze oggettive)
- vantaggio: osservare un sistema con poche grandezze in gioco

SISTEMA OMOGENEO: una sola fase
SISTEMA ETEROGENEO: più fasi
CORPO IN CONDIZIONI DI EQUILIBRIO
- l’equilibrio meccanico: uniformità di pressione nel sistema
- l’equilibrio chimico: no reazioni chimiche
- l’equilibrio termico: no flussi di calore (Text = T sistema)

# Affinché ci sia equilibrio meccanico e termico è necessario che le grandezze di stato siano costanti

_massa _energia _Temp _Pressione M_U_T_P = cost

GRANDEZZE DI STATO:
- ESTENSIVE: V, M, U (dipendono dalla materia presente)
- INTENSIVE: T, P (non dipendono dalla materia presente)

2 TERMODINAMICA & CONTROLLO DEL MICROCLIMA

TERMODINAMICA: scienza che studia la trasformazione d'una forma di energia in altre forme
SISTEMA: regione o altro spazio limitato o quantità di materia definita
SISTEMA APERTO: scambio di energia e massa
SISTEMA CHIUSO: scambio di sola energia con l’ambiente
SISTEMA ISOLATO o ADIABATICO: impedisce lo scambio di calore
SISTEMA DIATERMICO: scambia calore con l’ambiente
TERMODINAMICA CLASSICA: approccio macroscopico sperimentale, permette di definire il sistema per mezzo di alcune grandezze misurabili (grandezze obiettive)

Vantaggio di stabilire un sistema con poche grandezze in gioco

SISTEMA OMOGENEO: una sola fase
SISTEMA ETEROGENEO: più fasi
CORPO IN CONDIZIONI DI EQUILIBRIO

1. EQUILIBRIO MECCANICO: uniformità di pressione nel sistema
2. EQUILIBRIO CHIMICO: no reazioni chimiche
3. EQUILIBRIO TERMICO: no flussi di calore (Text = T sistema)

Affinché ci sia equilibrio meccanico e termico è necessario che le grandezze al stato siano costanti

M U T p _{₀ T} Cst
- massa
- energia
- Temperatura
- Pressione
GRANDEZZE DI STATO

ESTENSIVE: V, M, U (dipendono dalla materia presente)
INTENSIVE: T, P (non dipendono dalla materia presente)

temperatura

I valori di p e V dei due sistemi tendono a raggiungere "equilibrio":

f(p₁, V₁, p₂, V₂) = 0

Esiste una grandezza di stato della temperatura che assume lo stesso valore in due sistemi che, posti a contatto termico fra loro, hanno raggiunto le condizioni di equilibrio.

principio della termodinamica

f(p₁, V₁) = T

f(p₂, V₂) = T

CALORE: entità scambiata fra sistema e ambiente grazie a una differenza di temperatura

REGOLA DI GIBBS: per la descrizione fisica del sistema in stato di equilibrio (sist. omogeneo) è sufficiente un numero di variabili indipendenti

variabili indipendenti

Λ = C - F + 2

n ^o componenti

n ^o fasi

Esempio:

in un sistema monocomponente (C = 1) e omogeneo (F = 1)

Λ = 1 - 1 + 2

f(p, V, T) = 0 x GAS PERFETTO PV = RT = R^O

equazione di stato

PV = RT

n ^o moli

PV = nRT

costante universale dei gas

R_universale = 8,314 J K^-1 mol^-1

Se il sistema è in equilibrio

(caratterizzato da certe grandezze P, T, V) e subisce un'interazione con l'ambiente circostante le valori delle grandezze si modificano e il sistema

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