Termodinamica e processi energetici

Termodinamica :

E la scienza che studia l'energia, la materiae le leggi che governano le loro interazioni.

Un sistema termodinamico è un qualsiasi tipo dispazio contenente materia con contorno generico.

Il mondo esterno è tutto ciò che sta fuori dalsistema termodinamico.Se ha massa infinitasi chiama ambiente.Se ha massa finitasi chiama sistema accoppiato.

Sistematermodinamico → aperto: scambia sia materia sia energiacon il mondo esterno

chiuso: scambia solo energia con ilmondo esterno

Lo stato di equilibrio è il particolare statocui perviene spontaneamente il sistema isolato.

Legge di Duhem

Nel caso di un sistema monocomponente il numerodi parametri termodinamici intensivi o estensivi specificiindipendenti atti a descrivere completamente lo statointerno di equilibrio è due

Regola di Gibbs :

Stabilisce una relazione tra:- C : numero di componenti- F : numero di fasi- V : numero di variabili intensive indipendenti

V = C + 2 - F

TERMODINAMICA:

È LA SCIENZA CHE STUDIA L'ENERGIA, LA MATERIA E LE LEGGI CHE GOVERNANO LE LORO INTERAZIONI.

UN SISTEMA TERMODINAMICO È UN QUALSIASI TIPO DI SPAZIO CONTENENTE MATERIA CON CONTORNI GENERICI.

IL MONDO ESTERNO È TUTTO CIÒ CHE STA FUORI DAL SISTEMA TERMODINAMICO. SE HA MASSA INFINITA SI CHIAMA AMBIENTE. SE HA MASSA FINITA SI CHIAMA SISTEMA ACCOPPIATO.

SISTEMATERMODINAMICO

APERTO: SCAMBIA SIA MATERIA SIA ENERGIA CON IL MONDO ESTERNO.

CHIUSO: SCAMBIA SOLO ENERGIA CON IL MONDO ESTERNO.

LO STATO DI EQUILIBRIO È IL PARTICOLARE STATO CUI PERVIENE SPONTANEAMENTE IL SISTEMA ISOLATO.

LEGGE DI DUHEM

NEL CASO DI UN SISTEMA MONOCOMPONENTE IL NUMERO DI PARAMETRI TERMODINAMICI INTENSIVI O ESTENSIVI SPECIFICI INDIPENDENTI ATTI A DESCRIVERE COMPLETAMENTE LO STATO INTERNO DI EQUILIBRIO È DUE.

REGOLA DI GIBBS:

STABILISCE UNA RELAZIONE TRA:

• C: NUMERO DI COMPONENTI
• F: NUMERO DI FASI
• V: NUMERO DI VARIABILI INTENSIVE INDIPENDENTI

V = C + 2 - F

Contorno

• Adiabatico: Non permette scambi di calore.
• Diatemano: Consente scambi di calore.
• Rigido: Non permette la deformazione, scambi di lavoro.
• Morvido: Consente scambi di lavoro.
• Impermeabile: Non permette scambi di massa (sistema chiuso).
• Poroso: Consente scambi di energia e di massa (sistema aperto).
• Isolato: Non permette scambi con l'esterno (né calore, né lavoro, né massa).

Trasformazione Termodinamica

(Successione degli stati di un sistema)

• Reversibile: Percorso in senso inverso riporta sistema e ambiente allo stato di partenza.
• Irreversibile: Non reversibile reale.
• Quasi statico o Internamente reversibile: Costituita da una successione di stati di equilibrio pur non essendo reversibile.
• Elementare: Quando uno dei parametri rimane costante.
• Chiuso o ciclica: Gli estremi della trasformazione coincidono.

Gas Ideali:

PV = nRT

Pv̅ = R^*T

dove R^* = R_u/_Hm

v̅ = V/n

R_u = Kg

mol

v̅ = m³/kg

2_t = m²/kgK

Principi

• Principio di conservazione della massa
• Principio di conservazione dell'energia

1^o Principio della Termodinamica

Nu = Q + L

(du = ^Q/_m + ^L/_m)

Energia interna totale del sistema: U = m . u

Sistema isolato: Nu = ⁰/₀ = ^L0/_m

Sistema ciclico: DU = 0 => Q = L

L'energia interna e l'energia immagazzinata in un sistema che non modifica né l'energia cinetica del centro di massa né quella potenziale è una proprietà intrinseca del sistema.

II^o PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

IN UN SISTEMA TERMODINAMICO ALL'EQUILIBRIO ESISTE UNA FUNZIONE INTRINSECA DELLO STATO DEL SISTEMADETT * ENTROPIA S_{DI LA CUI VARIAZIONE PER UNATRASFORMAZIONE REVERSIBILE È DATA DA:}

ΔS = ∫₁² δQ_REV

ENTROPIA SPECIFICAVARIANTE DI GIBBS

Δ = δ_m

IN UN SISTEMA CHIUSO DOVEAVVENGONO TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHEL'ENTROPIA TERRA *TOTALE NEL CORSODELL'EVOLUZIONE DELLE