Termodinamica - prima parte

TERMODINAMICA

LA TERMODINAMICI

SISTEMI 1023

componenti

N va

FORMATO

SISTEMA dove

DA , TERMODINAMICO

SISTEMA

UN

descrivere

come È

rt

MEDI

I

CONSIDERARE VALORI DI

• , .

, . .

N PARTICELLE Ì

DI OLESTE DINAMICHE

STATISTICA

MECCANICA

CONSIDERARE POCHE GRANDEZZE MACROSCOPICHE

• TERMODINAMICA Classica '

INSIEME

TERMODINAMICO piu

di

SISTEMA

UN ,

PUÒ

CORPI Elementari IDEALMENTE

ESSERE 0

,

Racchiuso

Fisicamente BEN

DI

all' DEFINITI

RNO

INIE' È

ciò È DEFINITO

CONFINI all'

- C' ESTERNO

TUTTO CHE

AMBIENTE

SISTEMA UNIVERSO TERMODINAMICO

AMBIENTE isolato

-

t = PUÒ

APERTO essere scambio

ci DI

:

/

' ENERGIA

massa ED CON

L' AMBIENTE

'

SISTEMA CHIUSO ESSERE

puo

- SCAMBIO

: ci

\ ENERGIA CON

DI AMBIENTE

L'

ISOLATO scambia

SISTEMA

IL nov

: l' AMBIENTE

nulla con

TERMO

COORDINATE DINAMICHE

È

UN SISTEMA VARIABILI

TERMODINAMICO DESCRITTO DA

MACROSCOPICHE COORDINATE DINAMICHE

CHIAMATE TERMO

Intensive carattere locale

• : DIMENSIONI

Indipendente dalle

TEMPERATURA

pressione

EX : ,

carattere

ESTENSIVE GLOBALE

° : DIMENSIONI

PROPORZIONALI Alle

DEL SISTEMA

EX VOWME

massa

: ,

SONO ADDITIVE

QUANDO DINAMICHE

LE COORDINATE TERMO SONO

È

SISTEMA

COSTANTI EQUILIBRIO

ALLORA IL IN

TERMODINAMICO

EQUILIBRIO

3 condizioni EQUILIBRIO

→ meccanico

EQUILIBRIO TERMICO

~ CHIMICO

~ EQUILIBRIO

meccanico

• t.ee?i::sse:e:iaee:::I

: ÷:*

.me

Fest §È

Mj)

( Pest

→

ex =

→ FI

Fzr Peas =

, AS

→ →

FIN

Feste peepgas

⇐

È

VOLUME costante

IL

TERMICO

• TERMODINAMICI

2

CONSIDERANO SISTEMI Xi yi

f .

.

.

,

Xe X , È

" "

. . . 2

IN I

contatto CHE

mettiamo SISTEMI )

( meccanicamente

Interagiranno non

ma

2 SCENARI :

LE sistema non

COORDINATE DI

• ciascun

È

ma zrterazlore

cambiano c'

non

CONFINE contatto

DI

IL

→ 2 SISTEMI

TRA VIENE detto

I ADLATERMANO

O

ADIABATICO

TERMO

COORDINATE evolvono

DINAMICHE

LE

• situazione

nuova

IN una EQUILIBRIO

DI

'

Xi Y Y

- x. → - .

,

, yi

Xi

- x. y →

→ ,

,

È INTERAZIONE

C' TERMICA

STATA PARETE

PRENDE DTATERMANA

CONFINE IL

IL NOME DI

Reazioni

CHIMICO CHIMICHE

non

-

• avvengono

composizione

~ SISTEMA

la DEL

RIMANE costante

All' TERMODINAMICO

EQUILIBRIO :

COORDINATE

TUTTE TERMO DINAMICHE

LE SISTEMA

PER

HANNO UNICO VALORE Tutto

UN il

TEMPO

Rimane costante nel

CHE PRENDONO nome

all' COORDINATE

EQUILIBRIO il

LE

DI STATO

VARIABILI DI LEGATE

sono

CHE

TRA LORO Relazioni FUNZIONALI dette

DA

EOUAZLONI STATO

DI

TRASFORMAZIONI TERMODINAMICA E

SISTEMA

UN TERMODINAMICO DESCRITTO

all' EQUILIBRIO

STATO

DA variabili evolve IN

DI

UN SET Che

DI

EQUILIBRIO

stato

nuovo UN

UN DESCRITTO DA

DI

variabili

NUOVO DI

SET .

PASSAGGIO EQUILIBRIO INIZIALE

STATO

Il dallo DI A

della trasformazione

prende nome

il

finale di l'

TERMODINAMICA AMBIENTE

cambia anche

→

TERMO IN

DINAMICHE

TRASFORMAZIONI

LE DIVIDONO

SI

REVERSIBILI SISTEMA essere

• possono

AMBIENTE

E

: RIPORTATI INIZIALE

STATO

allo

È RIPORTARE

IRREVERSIBILI IMPOSSIBILE SISTEMA E

• : AMBIENTE INIZIALE

STATO

allo

LEZIONE

PERCHÉ trasformazione

si Una

Realizzare

possa

REVERSIBILE FORZE

AGIRE dissipative

ma devono

non OUASI

Deve essere

→ STATICA PERMETTE

trasformazione lenta CHE

molto

ESSERE EQUILIBRIO 2N

DI

SISTEMA

AL IN trasformazione

ISTANTE

QUASI Della

OGNI

IL SISTEMA FINALE

passa stato

Iniziale

Dallo stato allo

INFINITI

attraverso EQUILIBRIO

STATI ESTREMAMENTE

DI

TRA LORO

VICINI '

sistema

Tutta trasformazione 2N

DURANTE sara

il

la

EQUILIBRIO L' AMBIENTE

CON . È POSSIBILE IN

IN trasformazione

UNA OGNI

REVERSIBILE DEFINIRE

istante STATO

VARIABILI DI

LE . (

pressione Town

PT

CONSIDERO PIANO

Esempio IL

SE

Ad ,

, CIAPEYRON

PIANO

ANCHE DI

Detto

^

{ È CONTINUA

curva

la

p Trasformazione

" UNA

IN

°

.ae#Ione:aeEI:::EIuosoo

IRREVERSIBILE E

,

B finale

STATO INIZIALE e

- pfv)

T posso SCRIVERE

non

Esempio : pe

f.int#:FIeYaIIiesEEIa=

STATO INIZIALE

←

Gas .

- pressione Lrterna

.

. FTÉÉIÌEÈI

.hn è

.

MENTRE

AUMENTATA detta

È

INTERNA STESSA

LA

PÌ Repentina

trasformazione

FÈÉFPÌIÌE nave

pressione #

DIVERSA

pelo pif

!

p =

NONOSTANTE DISSIPI

trasformazione NON

auesta , È

È POICHÈ

ENERGIA non

IRREVERSIBILE STATICA

QUASI

PROCESSO diverso anale

IL se

, INIZIALE

SISTEMA

RIPORTARE

POTREBBE stato

IL allo ,

RIPORTEREBBE L'

non AMBIENTE

'

pe g

pe dm

µ pepe

• trasformazione

→ Reversibile vs

÷:

. .

.

Pi pie EQUILIBRIO

8 g

'

pe api

=P pe

pe =p

; ,

TRASFORMAZIONI

TIPI isocòra

DI Trust

- :

ISOBARA COST

- p

:

ISOTE T

- COST

Rna :

ma ADIABATICA

Iterazione

SENZA

TERMICA

→ ciclica

INIZIALE E

STATO COINCIDONO

FINALE

REVERSIBILE

SE DI

,

AMBIENTE

SISTEMA E

SE solo

IRREVERSIBILE

,

DEL SISTEMA

TEMPERATURA

All' EQUILIBRIO TERMICO

SISTEMI

Due STESSA

la

HANNO

• ,

VARIABILE

TEMPERATURA STATO

→ DI SI

TEMPERATURA DEL

Fondamentale

LA Grandezza

, ,

I SISTEMI

EQUILIBRIO

DESCRIVE TRA

TERMICO

STATO

LO DI

O TERMODINAMICA

PRINCIPIO EQUILIBRIO TERZO

DUE UN

IN

SISTEMI TERMICO CON

EQUILIBRIO TRA LORO

TERMICO DI

SISTEMA IN

SONO

, OPERATIVA

DEFINIZIONE : ( )

TERMOMETRO

SISTEMA

CONSIDERIAMO campione

UN MISURABILE

ABBIA

che GRANDEZZA

UNA TARI

CHE

~ CARATTERISTICA TERMOMETRICA

la

CON Temperatura lineare

Relazione se

si meglio

assume una , ,

TEMPERATURA

TERMOMETRICA

CARATTERISTICA

TRA E LA

la :

T a Xtc

= [ RESISTENZA LUNGHEZZA

misura EX TERMICA

no

NDA COLONNA MERCURIO

,

TEMPERATURE

scala DI È

NOTA conoscere

Relazione necessario C

a

QUESTA e

,

SI COSTRUISCE UNA TERMOMETRICA SEGUENDO

scala

(

2 EQUILIBRIO

STATI SISTEMA

UN

FISSI DI

DI

Punti )

RIPRODUCIBILE VALORI

ASSEGNANO DATI

si

cui

a )

(

T TARATURA TERMOMETRO

DI DEL

ESEMPLO Celsius

scala

: fondente

Ghiaccio

INIZIALE na

STATO

• Ghiaccio

COESISTENZA ACOUA e

°

O

FISSO 1120

Ebollizione

FINALE

STATO →

• °

FISSO 100

SCALA KELVIN 273,154

Ghiaccio FONDENTE

• ! 373,15K

Ebollizione ACQUA

• È 1k

1C

variazione STESSA

la

la :

VALORE TEMPERATURE

assoluto LE

IN

MA

SONO DIVERSE misura

LA UN OGGETTO SI

Temperatura DI

PORTANDO EQUILIBRIO CON

TERMOMETRO All'

IL

QUEST' ULTIMO TERMICA

DILATAZIONE i

osserva

AUMENTANDO corpi

TEMPERATURA

LA che

si

Generalmente DILATANO

SI CORPO pressione

LE CARATTERISTICHE FORMA

DEL

DIPENDE Tone

DA : , ,

DENSITÀ .

. . LINEARE

Dilatazione : MAGGIORE

dimensione

CORPO HA UNA ALTRE

se molto delle

il (

T considerevole

variare varia

CHE DI

OSSERVA

SI AL

) E)

(

dimensione lunghezza

Ouesta

MENTE :

)

) (

CIT lo T To

AT

stadt → =

= - )

lo (

=L Ta

- X Coefficiente

→ DI

= LINEARE

DILATAZIONE

'

al essere

puo scritta

variazione

la come :

dà

lo

Al = latte

f. DÌ

a = K

Dilatazione dimensioni

3

cubica le sono

: comparabili QUINDI IL

CORPO di

Aumenta solo

Tolone non

e

ZA

LUNGHE

DI

Parallelepipedo

IMMAGINATE UN

UN DI

CERTO materiale ) lzofttadt

)

( ( )

lslzl elio stadt stasi

lzo

F- , t3àDT)

(

liolzolso 173051

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)

(

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Jo 3051 STET