Termodinamica: principi

TERMODINAMICA: PRINCIPI

La termodinamica. La termodinamica è stata scoperta da Albert Einstein.
In questa relazione vedremo in sequenza:
- Definizione di energia interna
- 1° principio della termodinamica
- Fenomeni reversibili e irreversibili
- La probabilità di disordine;
Per valutare l’energia di un qualunque sistema non basta guardarlo dall’esterno ma bisogna conoscere la sua struttura interna.

La termodinamica: riassunto

PRINCIPI TERMODINAMICA: SINTESI

DEFINIZIONE DI ENERGIA INTERNA: L’ENERGIA INTERNA DI UN SISTEMA E’ LA SOMMA DI TUTTE LE ENERGIE CINETICHE E POTENZIALI DELLE PARTICELLE CHE LO COMPONGONO E QUINDI OGNI SISTEMA E’ FORMATO DA ATOMI E MOLECOLE.
LA SUA ENERGIA INTERNA QUINDI NON E’ MAI ZERO.

1° PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA. L’energia interna (U) di un sistema può essere scambiando il lavoro(L) o calore(Q).
In formula si può dire: U = Q-L
L>0 quando L è fatto dal sistema sull’ambiente
Q>0 quando Q è assorbito dal sistema
Quindi questa legge si può dire che è legge sulla conservazione dell’energia.

FENOMENI REVERSIBILI E IRREVERSIBILI. Esistono due tipi di fenomeni, che sono quelli reversibili e quelli irreversibili.
Si definiscono fenomeni reversibili quei fenomeni che possono accadere in varie direzioni, esempio se abbiamo 3 foto di un pendolo in movimento noi non siamo in grado di dire qual è la prima la seconda e la terza.
Mentre si definiscono irreversibili quei fenomeni che possono accadere SOLO in una direzione, esempio se abbiamo 3 foto in una si vede il proiettile che è in “viaggio” verso una lastra di vetro in un’altra si osserva il vetro rotto in mille pezzi e nell’ultima il proiettile che si è appena schiantato contro la lastra.

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SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA ENUNCIATO

LA PROBABILITA’ DI DISORDINE. I sistemi termici(cioè quelli con molti elementi) si evolvono naturalmente ed irreversibilmente verso le configurazioni più disordinate,cioè più probabili.
CALORE E DISORDINE
E’ sempre probabile trasformare totalmente l’energia meccanica di un sistema in calore.
Il processo inverso non è possibile in modo completo,questo è il secondo principio della termodinamica.

MACCHINE PER VIVERE
Esistono due macchine a motori per vivere e sono le macchine termiche e le macchine elettriche
Le MOTORI TERMICI possono trasformare l’energia termica in energia cinetica mentre le MOTORI ELETTRICI trasformano l’energia elettrica in energia cinetica.

MACCHINE TERMICHE
Le macchine termiche trasformano il calore in lavoro, questa trasformazione avviene in modo ciclico.
Ad ogni ciclo il sistema, esempio l’acqua, deve ritornare alle condizioni iniziali quindi deve essere raffreddato.
Nelle macchine termiche il r= L/Q= (Q2-Q1)/Q2= 1-Q1/Q2

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TERMODINAMICA FISICA

IN UNA MACCHINA TERMICA SOLO UNA PICCOLA PERTE DELCALORE VIENE TRASFORMATA IN LAVORO.
Tutto ciò significa che solo una piccola parte dell’energia consumata serve mentre il resto viene SPRECATA.

Il rendimento massimo di una macchina ideale è: T1 e T2 sono le temperature tra cui funziona la
macchina.
CONCLUSINI: - L’energia si conserva e si trasforma
- I fenomeni naturali avvengono in una direzione ben precisa cioè verso le configurazioni più probabili che sono anche quelle
- Il calore è una forma di energia più disordinata, nelle trasformazioni
naturali,l’energia si trasforma spontaneamente da meccanica in termica
- L’entropia è in continuo aumento e l’energia tende a trasformarsi in
calore a basse temperature(morte calda dell’universo)
- Se proviamo a trasformare il calore in lavoro, questo processo non è possibile in modo completo,c’è sempre una certa quantità di energia che viene sprecata.
- Ogni trasformazione da calore a lavoro implica un aumento netto dell’entropia ed accelera la degradazione dell’energia stessa.

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