La termodinamica: riassunto

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il sistema termodinamico e i principi della termodinamica. Appunti di fisica sulla termodinamica (4 pagine formato doc)

LA TERMODINAMICA RIASSUNTO

La termodinamica è la branca della fisica che descrive le trasformazioni subite da un sistema macroscopico a seguito di uno scambio di energia con altri sistemi o con l'ambiente.

I principi della termodinamica sono d’importanza fondamentale in ogni campo della scienza e della tecnica.
Il sistema termodinamico. Per sistema termodinamico s’intende una porzione di materia idealmente isolata da tutto il resto dell'universo, considerato come ambiente esterno. Di un sistema termodinamico, nell'accezione classica della termodinamica, non interessano le caratteristiche microscopiche costitutive, ovvero l'intima struttura interna, ma solo le caratteristiche globali, macroscopiche, identificate mediante grandezze quali la pressione o la temperatura, dette coordinate termodinamiche.
Si distingue tra sistemi isolati, sistemi aperti, sistemi chiusi; un sistema è detto isolato quando, attraverso il suo contorno non viene scambiata né materia, né energia, sotto forma sia di lavoro meccanico, sia di calore; un sistema in cui avvengano scambi di materia con l'ambiente esterno è detto aperto e scambia anche energia sotto forma di lavoro e/o calore, mentre un sistema viene definito chiuso quando scambia energia con l’ambiente, ma manca lo scambio di materia con questo. Lo stato di un sistema è l'insieme delle proprietà del sistema identificabile mediante valori definiti di grandezze macroscopiche, cioè di coordinate termodinamiche. Quando un sistema macroscopico passa da uno stato di equilibrio a un altro si dice che ha luogo una trasformazione termodinamica. Alcune trasformazioni sono reversibili, altre irreversibili. I principi della termodinamica, scoperti nel XIX secolo, regolano tutte le trasformazioni termodinamiche e ne fissano i limiti.

Appunti sul primo e secondo principio della Termodinamica: definizioni di Kelvin e Clausius


PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA: RIASSUNTO

La termodinamica si fonda su quattro principi di cui il primo e il secondo sono i più importanti. Il principio zero dice che due sistemi in equilibrio termico con un terzo sistema sono in equilibrio termico tra loro; il concetto di temperatura di un sistema viene definito mediante tale principio come la proprietà che determina se un sistema è in equilibrio termico con altri. Qualunque sistema, posto in contatto con un ambiente idealmente infinito e a temperatura determinata, si porterà in equilibrio con quest'ultimo, cioè raggiungerà la stessa temperatura dell'ambiente. Il cosiddetto ambiente infinito è un'astrazione matematica chiamata riserva di calore; in realtà è sufficiente che l'ambiente sia abbastanza grande rispetto al sistema sotto indagine e che siano trascurabili le variazioni delle variabili termodinamiche che ne specificano lo stato. 

Breve sintesi sulla Termodinamica


PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA: IL PRIMO PRINCIPIO

Il primo principio della termodinamica può essere considerato come una formulazione particolare del principio di conservazione dell'energia; esso si fonda sul principio d’equivalenza del calore e del lavoro, formulato tra la fine del sec. XVIII e l'inizio del sec. XIX e verificato con un dispositivo ideato da Joule. Per formulare il primo principio correttamente si stabilisce convenzionalmente che una quantità di calore Q è positiva se è assorbita dal sistema in esame, mentre è negativa se viene ceduta; un lavoro W è positivo se è fatto dal sistema, negativo se viene fatto sul sistema.
Il primo principio della termodinamica può essere così enunciato: esiste una funzione di stato U, detta energia interna, tale che se un sistema subisce una trasformazione da uno stato iniziale 1 a uno stato finale 2, scambiando una quantità di calore Q con l'esterno ed effettuando un lavoro meccanico W, si ha che: U2-U1=Q-W dove U1 e U2 rappresentano rispettivamente l'energia interna iniziale e finale; il valore di U dipende esclusivamente dalla configurazione del sistema e in particolare dalle sue coordinate termodinamiche, per cui il valore U2-U1 è indipendente dalla trasformazione con cui il sistema passa dallo stato iniziale 1 allo stato finale 2; il calore e il lavoro considerati separatamente non sono funzioni di stato...

Termodinamica: riassunto in bigliettini


SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: SINTESI

Il secondo principio della termodinamica è una generalizzazione dell'evidenza sperimentale che certe trasformazioni sono irreversibili. Esso è formulato in molti modi diversi, ciascuno dei quali ne mette in risalto un particolare aspetto, ma tutti sono logicamente equivalenti. Clausius lo formulò nel seguente modo: è impossibile che una macchina ciclica produca come unico risultato un trasferimento continuo di calore da un corpo a un altro che si trova a temperatura più elevata; Kelvin insieme a Planck formulò il secondo principio così: è impossibile una trasformazione il cui unico risultato finale sia trasformare in lavoro del calore preso a una sorgente che si trova tutta alla stessa temperatura.

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