Termodinamica (Fisica I, parte 14 di 16)

CAPEYRONPIANO DI STATO

leggela perfettidi èi gasper ";;;'a un isistemastatoQuindi lo del può essere -- ----- -- -- --rappresentato ,)( etsu PNpiano iun i '|da sapendosi (d) Vricavatepuò Perdel costantetemperaturapunti piano possono non essereNota i essere o aDINAMICHETRASFORMAZIONI TERMO equilibrioambiente l'interazioneL' equilibriosistemal' perturbaredi generalepuòin inuncon ,,del questosistema tenderà ristabilire tramiteequilibriodicondizionenuova unaunaa,TRASFORMAZIONE TERMODINAMICA -questa trasformazione equilibriostadi intermedi↳ didipuò successioneavvenire una odell' delle perturbazionientitàsecondameno a abbastanzastati statiequilibriointermediQuando condizionigli di prossimi2 sonoa aParlaequilibriodi di didel( ) QUASITRASFORMAZIONEsi stancacapeyponpiano -rappresentabileSolo trasformazionequesto tipo di è ." [¥ Ymesentab.ie,,QUASI stanca- IRREVERSIBILIREVERSIBILITRASFORMAZIONI

riportiUna trasformazione trasformazione ilpossibile cheèREVERSIBILEè se inversauna Altrimenticambiamenti ambientestatoallo inizialesistema nell' è IRREVERSIBILEsenza . trasformazionelareversibilitàUna sufficiente di)(condizione cheènecessaria ma→ non particolaretrasformazione reversibilesia èdissipativisenzaQUASI casoEFFETTIStanca ununa-trasformazionedi Quasi stanca- .TRASFORMAZIONI stanotteQUASI - pp ISOBARA nÈ^a) Cost 'isolare u ciclica= ^b) tipe costISOBARE isocoraesista& aIIora' :# abati* .CENNI sul GAS PERFETTIUna quantitàsostanza sostanza talequella lachelamole di di massa grammiè sua in• molecolarecorrisponda al suo pesoleggi di AVOGADRO• mole particelledi locontenuto1) stessoqualsiasi diin ilè1 numero ègas numero:maldi -23NA -2AVOGADRO 6 021 io= ., temperatura stessocontengono lovolumi stessa2) uguali diversidi pressionegas eamolidinumero traTutti i trascrivibili perfetto tendono a le interazioni molecole alin gasi un gas sono:

• alterare il comportamento di perfetto temperatura lapiù più sono gas è un e seguente il definito comportamento dalla perfetto stato di è equazione un gas:

End8,314R costante UNIVERSALE GAS:= DEIK.TEMPERATURA

È particelle moto intensiva dovuta delle al grandezza una. La per strumento temperatura detto funzioni da che campione serve misurare sistema uno - TERMOMETRO. Osservabili temperatura dipendono che caratteristiche dalla macroscopiche delle Deve avere le CARATTERISTICHE TERMOMETRI → CHE) i lodilatazione AL Hit TERMICA =.) PRESSIONE HRTii PVCOSTANTE GASUN VOLUME ADI =↳ MANOMETRO CON UN MISURABILE:

÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷

grandezza è axtpuna × etemperatura t. temperaturatradistanzafissi la unità puntiSi due diduescelgono successivee .la differiscono nellascala scelta fissipuntiCelsius deiquella Kelvin→ ma non perel' unità di misura

TEORIA PERFETTIGASCINETICA DEI termodinamicavariabiliSotto interpretazioneipotesi possibile delledarealcune è un' meccanicadi di PERFETTOPRESSIONETEMPERATURA GASun :e le tutteparticelle )molecole(① ugualiIPOTESI siMolecolaredi sonocaos : ecompletamente casualemodomuovono in urti elasticitramitetrale interagisconomolecole leloro solopareti② di e conintermolecolariforze trascurabilile distanza③ sonoa trascurabilile dimensioni molecole rispetto loro liberodelle④ al camminosono molecoledellela velocità)statisticodi equilibriostazionarietà1) In ( mediacondizioni èdensità costante nellonulla la temponel'è spazio ee↳ privilegiatepunti direzionicinon sono o l' urto2) In elastico

Nell'ambito della fisica, la quantità di energia si conserva durante un moto cinetico. La parete contro cui si scontra un oggetto determina solo la quantità di energia cinetica che viene scambiata con la parete stessa. La conservazione dell'energia è una legge fondamentale della fisica e vale per tutti i tipi di energia, sia cinetica che potenziale. In un recipiente contenente un gas, la quantità di energia meccanica è puramente cinetica. Possiamo trascurare l'energia potenziale delle molecole rispetto al volume occupato dal gas. Consideriamo un cubo perfetto di lato "a" e una particella che si muove lungo l'asse x. L'impulso sulla particella è dato da mh: = -sull'asse x. In un urto elastico, l'impulso totale prima e dopo l'urto è uguale, quindi mh V' = mh V. L'impulso esercitato dalla particella sulla parete è dato da h+ Particella H. Secondo il principio di azione e reazione, l'impulso esercitato dalla parete sulla particella è uguale in modulo ma opposto in direzione. Possiamo quindi stabilire che durante un urto contro la parete, intercorre un tempo molto breve e poi un nuovo urto avviene.eèsuccessivo : ipotesi di aPer Molecolarecaos teolth sullatempoil medio tornareper c= :[! II.in% :& a. #perciò intervallo urtiverificano N dove Nsitin siun =, dthdefinitePossiamo l' totale intervallonell'allora impulso di :2mnvnx.fi#=2MnTnx-q!-=mI-hotIMPULSO InIx Ne =totale x.→in se agentetrovaredel la forza pareteteorema sulladi Fmil valor permettemedio mediae fottutaE- Fm at- miomuffaftp.ozfin fuauindi È daotFmot: cui=Abbiamo la terza particellaricavato esercitata paretesulla da ilmedia percosì z ,totale laparticelle terzadi èN :Infatti EHIF- ma=la presente facciaOra sulla cidi èpressione area :, vai Elena ciboÈ volume delf-Io VF- [ :== VI VÀDefiniamo ¥Velocita [Lil )DELLEvalor QUADRATImedio DEI =Per chedatoipotesi di Luft Vga VEdeve (=L )molecolarecaos ) nonessere =privilegiatedirezionici sono VI cvxttcvgstVxritvgn NÉ IVIUn' hadato transche ) )<si 3: = ==3444cioè Ps< =Ricordando

LUIla didefinizione ,fermivi. Nevis Ns!< E ¥vn =→ =Possiamo la }funzionequindi dipressione tvesprimere inErnie farf- IP >= -= VI1amdefinita cinetical'anche (media Ec <)possiamo energia =otteniamo✓ particolare sistematotale delcinetical'fa NCESF- ¥ Ceo è) energiaininoltre questione perfettoilsiccome agas in un gase : tf¥htf 7¥ ntfF- ( )Ec →→ =legatatemperatura cineticaanche all'la mediaè→ energia quelleda"Abbiamo legato emergonoGrandezza microscopica a due macroscopicheuna "microscopiche→GRANDEZZA ( Ec ) MECCANICAmicroscopica→ : PGRANDEZZE te→ Macroscopiche TERMODINAMICA:Infine 4¥fa( N NndoveEc ) n: == t . diti numero↳ Avogadronumeromolidi#fa t= NAa.Zz Zzflat Kbt= =RquantitàLa detta lega il mondoBoltzmannCOSTANTE microscopicofa è di e aquello macroscopico particelladaIn l' l'energiaperfetto forma di possedutaun gas èenergiaunica→

unatraslazionecinetica di : (E) fanN Rt=EQUI PARTIZIONEDELLIENERGIAI NtEd=fngenerale libertàsistema h digradiin :per un con,LAVOROlavoro GASUNDI contenitore esternaSe dallaprendiamo che contiene che complessopuògas pressioneessereun eun mobile la situazioneanalizzarepistone dipossiamograzie pressionea in presenza unaunesterna : È ÌPest SFORZA ESTERNA = -È ti " II%: one[ equilibrioAll' fermopistonealla perchéilfine c