Fisica tecnica

1) Proprietà dei liquidi

Comportamento dei liquidi (saturi e sottoraffreddati)

Nei calcoli termodinamici, i liquidi possono essere considerati

incomprimibili quando:

Non sono troppo vicini al punto critico

 Le variazioni di pressione durante il processo sono moderate

 Cosa significa "incomprimibile"?

Non che il liquido non possa essere compresso, ma che:

Il volume specifico e la densità restano praticamente costanti al

variare della pressione.

Ad esempio:

Acqua a 20°C, da 1 bar a 100 bar → variazione di volume specifico <

0,5%

Implicazioni pratiche:

È un’approssimazione ingegneristicamente valida, non un limite

 fisico assoluto.

Semplifica i calcoli:

 v=costante ⇒ dv=0

Nel diagramma tridimensionale (p, v, T), i liquidi si rappresentano con

 una superficie piana parallela agli assi p e T.

Nota finale:

Dire che v è costante non significa assegnargli un valore universale, ma

usare un valore medio adatto al range di condizioni esaminato.

2) Dimostrare che Cp e Cv nei liquidi coincidono

Cv= ∂u/∂T,

Per come è definito, il calore specifico di un fluido incomprimibile è

funzione della sola temperatura e, di conseguenza, anche l’energia

interna di un fluido incomprimibile è funzione della sola

temperatura.

In immediato: Cv= ∂u/∂T = du(T)/dT = Cv(T)

Se per l’energia interna vale la dipendenza dalla sola temperatura, non

altrettanto può dirsi per l’entalpia:

h = u(T) + pv (pv)

in quanto il termine non può, in generale, essere considerato

dipendente dalla sola temperatura, come invece avviene per il gas

ideale.

Differenziando l’espressione per l’entalpia si ottiene:

dh = du(T) + vdp + pdv

(pdv)

Poiché il termine è nullo per l’ipotesi di incomprimibilità, rimane:

dh = du(T) + vdp

da cui discende immediatamente:

Cp=(∂h/∂T)=du(T)/dT=Cv

3) Definizione di calore e definizione di lavoro

Due sistemi a diversa temperatura in grado di interagire tra loro

scambiano energia proprio per il fatto di essere a temperatura diversa.

(Q): Q[J]

In questo caso l’energia scambiata prende il nome di calore,

Se il trasferimento di energia tra sistema e ambiente (escluso quello

legato al flusso di massa) avviene per cause non riconducibili a una

(L): L[J]

differenza di temperatura, si parla di lavoro,

4) Lavoro di variazione di volume e lavoro all’albero

Il testo spiega il concetto di lavoro scambiato nei sistemi chiusi, con

riferimento a un gas contenuto in un sistema pistone-cilindro. In un

processo quasistatico, il lavoro compiuto dal pistone