Termodinamica

La termodinamica è la branca della fisica e della chimica che studia un sistema durante le fasi di trasformazione che coinvolgono la materia e l'energia.

Lo stato di un sistema che si trova all'equilibrio è specificato da grandezze chiamate variabili termodinamiche e sono la temperatura, la pressione, il volume e la composizione chimica.

I primi studi, svolti da Sadi Carnot nel 1824, dimostrarono che si può ottenere lavoro attraverso lo scambio di calore tra due corpi aventi temperature differenti. In seguito, introdusse il concetto di rendimento termodinamico, in quanto soltanto una percentuale del calore viene sfruttato per compiere un lavoro.

Questo concetto è facilmente comprensibile attraverso l'esempio del motore a scoppio, che compie un lavoro attraverso la combustione della miscela benzina - ossigeno (in realtà la percentuale di ossigeno assorbita è relativamente bassa (23%) perché nell'aria sono presenti molti gas tra cui l' azoto, l'argon, l'elio, l'idrogeno) mette in moto i pistoni e a loro volta muovono altri meccanismi.

Così c'è una perdita di energia perché una parte di calore si disperde nell'ambiente e una parte si consuma per mettere in movimento i componenti e superare le forze di attrito. Detto questo si può affermare che la macchina ideale di Carnot è solo teorica e di studio e non realizzabile.

I sistemi termodinamici che possono essere presi in considerazione sono:

_ Sistemi aperti : scambiano energia e materia con l'ambiente

_ Sistemi chiusi : scambiano energia ma non materia con l'ambiente

_ Sistemi isolati: non scambiano ne materia ne energia con l'ambiente. Teoricamente l'universo è un sistema termodinamico isolato, in quanto non esiste un ambiente esterno con cui scambiare materia e/o energia.