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Fenomeni Termici
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Il punto di vista microscopico
Fenomeni Termici
Nel 1827 R. Brown osservò il moto irregolare di un granello di polline nell'acqua.
Il moto del granello di polvere (visibile al microscopio) indica che l'acqua è composta da “grani” invisibili, in continuo moto: le molecole.
Il moto browniano
Il moto browniano è dovuto agli urti con le molecole d'acqua, che sono in continua agitazione.
Esempi di moto browniano:
Il moto browniano
Il moto browniano permette di costruire un modello del gas perfetto, in cui: le forze di attrazione molecolare sono
praticamente nulle (il gas deve essere rarefatto); le molecole si muovono continuamente e
disordinatamente (agitazione termica); le molecole urtano in modo elastico contro le pareti
del recipiente che le contiene.
La pressione di un gas perfetto
In condizioni normali, l'aria si comporta da gas perfetto (78% azoto e 22% ossigeno)
La pressione di un gas perfetto
Poiché le molecole sono tantissime (1022 in 1 g di aria) per descrivere il loro moto si usano le grandezze macroscopiche: p, V, T.
Il modello del gas perfetto consente di: calcolare le grandezze macroscopiche come valori
medi di grandezze microscopiche relative alle singole molecole;
interpretare in termini microscopici le proprietà macroscopiche dei gas.
La pressione di un gas perfetto
Equazioni di stato dei gas perfetti Per i gas perfetti si verificano alcune leggi sperimentali:
Legge di Boyle
1° Legge di Gay-Lussac
2° Legge di Gay-Lussac
Legge di Avogadro : per due gas diversi ma nelle stesse condizioni di pressione, volume e temperatura risulta N1 = N2 (N numero di moli).
Complessivamente riassunte nell’equazione di stato dei gas perfetti
costante T a costante,pV
costante a costante,/ pTV
costante a costante,/ VTp
nRTpV n = numero di moliT = temperatura assoluta (K)R = costante dei gas = 8.31 J mol-1 K -1
L'energia cinetica media è la media aritmetica di tutte le energie cinetiche delle singole molecole.
Ricordiamo che l'energia cinetica di una particella di massa m e velocità v è K = ½ m v2.
L’energia cinetica media
La pressione è dovuta agli urti delle singole molecole del gas sulle pareti del recipiente.
Con un procedimento statisticosi ricava la formula per la pressione,che lega due grandezze macroscopiche (p, V) a due microscopiche (N, K):
La pressione di un gas perfetto
L'energia interna U di un sistema è l'energia complessiva di tutte le sue componenti microscopiche.
L'energia interna del gas perfetto è data dalla somma delle energie cinetiche delle sue molecole, perché esse non possiedono altri tipi di energia.
Nel gas reale non si può trascurare l'energia potenziale, dovuta alla forza di coesione molecolare.
L’energia interna
L'energia cinetica delle molecole di un gas reale è uguale a quella del gas perfetto nelle stesse condizioni di n, p, V, T;
l'energia potenziale Epot è pari al lavoro compiuto dalle forze intermolecolari quando si disgrega il sistema, portando tutte le molecole lontane una dall'altra.
L’energia interna di un gas reale
poiché il lavoro delle forze intermolecolari è negativo, anche Epot< 0 ;
quindi l'energia interna U di un gas reale è data dalla formula (K>0, Epot<0):
questa definizione vale anche per i liquidi e i solidi.
L’energia interna di un gas reale
Gas, liquidi e solidi
Le sostanze sono composte da atomi. Quando due o piu atomi si legano assieme formano molecole. La molecola d’acqua è formata da due atomi di idrogeno (simbolo H) e da un atomo di ossigeno (simbolo O). Tra le molecole di una sostanza agiscono le forze di coesione molecolare. Queste forze hanno intensità diversa a seconda dello stato di aggregazione in cui si trova la sostanza
Nella formula U = K + Epot :
il termine K (energia cinetica) è sempre positivo e tende a disgregare il sistema;
il termine Epot, di segno negativo, indica l'efficacia delle forze di attrazione che tendono a legare e ordinare il sistema.
Confrontiamo le entità dei due contributi nei tre stati di aggregazione della materia: gas, liquidi e solidi.
Gas, liquidi e solidi
Nei gas il valore assoluto di K è sempre maggiore di quello di Epot :
L'energia interna U di un gas è sempre positiva.
Le molecole sono quasi libere di muoversi: per questo motivo il gas non ha un volume proprio e tende sempre a espandersi.
Gas
Nei liquidi si ha equivalenza tra gli effetti di disordine (K) e quelli di ordine (Epot):
L'energia interna U di un liquido è circa uguale a zero.
Le molecole possono scorrere le une sulle altre ma non sono libere di allontanarsi: il liquido ha un volume proprio e si adatta alla forma del recipiente.
Liquidi
Nei solidi le forze di attrazione molecolare (Epot) prevalgono sugli effetti di disordine (K):
L'energia interna U di un solido è sempre negativa.
Le molecole e gli atomi non sono liberi di muoversi, ma si legano tra loro a formare il reticolo cristallino.
Solidi
Gas, liquidi e solidi
Stato Solido Struttura microscopica ordinata – Forze di coesione intense – Particelle oscillano intorno a posizioni di equilibrio, senza spostarsi -
Stato Liquido Struttura microscopica disordinata – Forze di coesione deboli – Le molecole si muovono, ma le distanze reciproche variano poco
Stato Gassoso Forze di coesione trascurabili – Le molecole occupano tutto lo spazio a disposizione – Fortemente comprimibili
Riassumendo
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La temperaturaFenomeni Termici
Moltiplicando per V i due membri dell’equazione otteniamo
e, utilizzando l’equazione di stato dei gas perfetti
La temperatura dal punto di vista microscopico
dove
La temperatura dal punto di vista microscopico
L'energia cinetica media delle molecole e la temperatura assoluta del gas perfetto sono direttamente proporzionali.
La temperatura dal punto di vista microscopico
Il modello di molecola puntiforme descrive correttamente i gas monoatomici (elio, neon...);
per gli altri gas la formula contiene solo l'energia cinetica di traslazione.
L’energia cinetica delle molecole complesse
La formula
vale per l'energia cinetica media di traslazione di tutte le sostanze allo stato solido, liquido, gassoso.
Poiché Kmedia > 0, necessariamente deve essere T > 0.
La temperatura di un corpo non può assumere valori negativi. Il suo valore minimo possibile è T = 0 K, per il quale Kmedia = 0 J.
Allo zero assoluto tutte le molecole sono ferme (o quasi!).
Lo zero assoluto
Date N molecole di massa m e velocità v1,v2..vN, l'energia cinetica media di traslazione è
dove
La velocità quadratica media è definita come:
La velocità quadratica media
Confronto tra velocità media e velocità quadratica media:
La velocità quadratica media
La velocità quadratica media dipende dalla temperatura del gas. Infatti si ha
perciò
La velocità quadratica media
Applicazione della formula ad una molecola di azoto
La velocità quadratica media
Confronto tra le energie interne dei tre stati di aggregazione:
L'energia cinetica media di traslazione (direttamente proporzionale alla temperatura assoluta) determina il moto di agitazione termica degli atomi e molecole di tutte le sostanze.
Il moto di agitazione termica
Le molecole dei gas e dei liquidi si muovono ad alta velocità: ciò spiega il moto browniano;
quelle dei solidi oscillano continuamente attorno alla posizione d'equilibrio nel reticolo cristallino.
Il passaggio da uno stato piu aggregato ad uno meno aggregato richiede un aumento della velocità media delle molecole, ovvero della temperatura della sostanza.
Il moto di agitazione termica
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Indipendentemente dallo stato di aggregazione, le molecole sono soggette continuamente a un moto di agitazione termica La temperatura è un indice dello stato di agitazione termica: piu grande è l’agitazione termica, maggiore è la temperatura.
Equilibrio termico: due corpi a temperatura diversa posti a contatto, dopo un certo tempo assumono una temperatura intermedia comune (principio zero della termodinamica)
Il termometro è lo strumento che misura la temperatura Nel SI la temperatura si misura in kelvin (K), anche se è molto diffuso l’uso del grado celsius o centigrado (°C).
La misura della temperatura
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La misura della temperatura
Scala Celsius: suddivide in 100 parti l’intervallo tra due punti fissi0° C: temperatura ghiaccio fondente100 °C: temperatura acqua bollente (a pressione atmosferica)
La suddivisione della scala Kelvin è la stessa della Celsius, ma l’origine della scala è traslata: 0 °C corrispondono a 273,15 K
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La misura della temperatura
Scale termometriche CELSIUS (°C)
0 – 100 KELVIN (K)
T(K) = T(°C) + 273° FAHRENHEIT (°F)
T(°F) = 32° + 9 * T(°C) / 5
La scala Celsius e la scala Kelvin sono scale centigrade, la scala Fahrenheit no!
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Dilatazione termicaFenomeni Termici
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La dilatazione termica
Dilatazione termica: aumento di volume dei corpi dovuto all’aumento della temperatura.
Se una dimensione prevale sulle altre due (come per un filo o un’asta) si parla di dilatazione lineare
Dilatazione lineare: l’aumento di lunghezza Δl
(Δl = l – l0) dipende dalla sostanza di cui è fatto il
corpo ed è direttamente proporzionale:
- alla lunghezza iniziale l0 del corpo;
- alla variazione di temperatura ΔT (ΔT = T – T0)
subita dal corpo.
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La dilatazione termica Legge della dilatazione lineare
Nel SI il coefficiente di dilatazione lineare λ si misura in K-1
La variazione di temperatura ΔT = T – T0 ha lo stesso valore numerico espressa
in K e in °C, pertanto λ ha lo stesso valore in K-1 o in °C-1
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La dilatazione termica
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La dilatazione termica Legge di dilatazione volumica (solidi e liquidi)
Nel SI il coefficiente di dilatazione volumica k si misura in K-1
Per i solidi, k ≈ 3·λ (il coefficiente di dilatazione volumica è circa il triplo di quello lineare).
Per i liquidi, k è molto maggiore rispetto al caso dei solidi
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La dilatazione termica
Comportamento anomalo dell’acquaNell’intervallo tra 0 °C e 4°C il volume dell’acqua non cresce con l’aumentare della temperatura, ma diminuisce (il coefficiente di dilatazione è negativo).Al di sopra di 4 °C l’acqua si dilata normalmente
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Legge fondamentale della termologia
Fenomeni Termici
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La legge fondamentale della termologia
Per aumentare la temperatura di un corpo occorre trasferirgli energia. Il trasferimento di energia può avvenire con uno scambio di calore (contatto con una fiamma o un corpo piu caldo, …) o con uno scambio di lavoro
Esperimento di Joule Per fare crescere di 1 K la temperatura di 1 kg di acqua, occorre compiere un lavoro pari a circa 4180 J
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La legge fondamentale della termologia
La capacità termica C di un corpo è il rapporto tra l’energia ricevuta e la variazione di temperatura:
Nel SI la capacità termica si misura in J/KLa capacità termica C è proporzionale alla massa m.La costante di proporzionalità è il calore specifico c:
Il calore specifico c è caratteristico di ogni sostanza; nel SI si misura in J/(kg·K)
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La legge fondamentale della termologia
Legge fondamentale della termologia
L’energia scambiata dipende dalla sostanza (attraverso il calore specifico c) ed è direttamente proporzionale:- alla massa della sostanza;- alla variazione di temperatura ΔT .
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La legge fondamentale della termologia
Equilibrio termico: due corpi a temperatura T1 e T2 posti a contatto,
scambiano energia e si portano a una temperatura di equilibrio Te
La legge fondamentale della termologia diventa:
L’energia è scambiata tra un corpo e l’altro sotto forma di calore
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La legge fondamentale della termologia Unità di misura del calore
Unità di misura pratica : caloria (cal) 1 caloria è la quantità di energia necessaria per aumentare di 1 °C la
temperatura di 1 g di acqua
Equivalente termico del lavoro (equivalente meccanico della caloria) 1 cal = 4.186 J
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La legge fondamentale della termologia
Il corpo caldo cede calore e si raffredda:
Il corpo freddo acquista calore e si riscalda:
Poiché T1 < Te < T2, Qceduto è negativo e Qacquistato è positivo.
Se non c’è dispersione di calore, tenendo conto dei segni si ha:
La temperatura di equilibrio Te è:
Se c1 = c2 (stessa sostanza) Te è:
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La legge fondamentale della termologia
Misura di calore specifico con il calorimetro delle mescolanze.
Nel calorimetro: acqua (massa m1, temperatura T1)
Si aggiunge un corpo di massa m2 a temperatura T2:
il sistema va in equilibrio a temperatura Te
me: equivalente in acqua del calorimetro, tiene
conto del calore assorbito dal calorimetro
Misurando Te si può determinare il calore specifico
sconosciuto c2
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La legge fondamentale della termologia
La bomba calorimetrica La bomba calorimetrica è usata per
misurare l’energia termica rilasciata dalla combustione di una sostanza.
Un’applicazione importante è la combustione dei cibi al fine di determinarne il contenuto calorico.
Un campione di sostanza, pesato accuratamente, viene inserito in un contenitore chiuso (la “bomba”), insieme con un eccesso di ossigeno ad alta pressione.
La bomba viene posta nell’acqua del calorimetro ed un filo sottile che passa attraverso la bomba viene poi scaldato per breve tempo provocando l’incendiarsi della miscela.
L’energia rilasciata nel processo di combustione viene trasferita all’acqua della bomba.
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La legge fondamentale della termologia Esempio
Misurazione dell’apporto calorico del cioccolato. Determinare il contenuto in Calorie (1 Caloria = 1000 calorie) di 100 g di cioccolatini dalle seguenti misurazioni. Un campione da 10 g di cioccolatini viene disidratato prima di essere inserito nella bomba calorimetrica. La bomba di alluminio ha una massa di 0.615 kg e viene posta in 2.0 kg di acqua contenuta in un calorimetro di alluminio di massa 0.524 kg. La temperatura iniziale della miscela è 15.0 °C e la sua temperatura dopo la combustione è 36.0 °C.
Soluzione. Applichiamo la conservazione dell’energia al sistema che assumiamo isolato costituito dal campione di cioccolatini, dalla bomba, dalla coppa del calorimetro e dall’acqua. In questo caso la quantità di calore Q ceduta durante la combustione viene assorbita dall’insieme formato da bomba, calorimetro e acqua:
In joule, Q = (47 cal)(4186 J/kcal) = 197 kJ.Poiché nella combustione di 10 g di cioccolatini vengono liberate 47 kcal, una porzione da 100g conterrà 470 Calorie (kcal) 0 197 kJ.
kcalCCCkgkcalkg
CkgkcalkgCkgkcalkgTcmcmcmQ bombabombacalcalaa
470.150.36/22.0615.0
/22.0524.0/0.1200)(
5353
Calore latenteFenomeni Termici
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Il calore latente
Cambiamento di stato: passaggio di una sostanza da uno stato di aggregazione a un altro
Durante un cambiamento di stato la temperatura resta costante
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Il calore latente
Fusione: passaggio dallo stato solido allo stato liquido La fusione avviene per assorbimento di calore
Il solido assorbe calore: la sua temperatura sale fino alla temperatura di fusione Tf - inizia il
cambiamento di stato
Fusione: il solido continua ad assorbire calore, ma la temperatura resta costante al valore Tf
A fusione completata, se il corpo continua ad assorbire calore, la sua temperatura cresce
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Il calore latente
Se una massa m di sostanza solida si trova alla temperatura di fusione Tf, la quantità di calore Q necessaria per farla fondere è direttamente proporzionale a m
La costante di proporzionalità λf, caratteristica di ogni sostanza, è il
calore latente di fusione, nel SI si misura in J/kg
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Il calore latente
Il cambiamento di stato inverso della fusione è la solidificazione: avviene alla stessa temperatura della fusione, con cessione di calore da parte del liquido
Il calore latente di solidificazione è il calore ceduto dalla massa unitaria di liquido durante la solidificazione, ed è uguale al calore latente di fusione.
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Il calore latente Evaporazione: passaggio dallo stato liquido allo stato gassoso L’evaporazione avviene per assorbimento di calore
Molti liquidi evaporano anche (in superficie) a temperatura ambiente
Nell’ebollizione il cambiamento di stato interessa tutto il volume di liquido e avviene a temperatura costante (temperatura di ebollizione)La temperatura di ebollizione dipende dalla pressione
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Il calore latente
Se una massa m di sostanza solida si trova alla temperatura di evaporazione Te, la quantità di calore Q necessaria per farla evaporare è direttamente proporzionale a m:
λv, è il calore latente di evaporazione, nel SI si misura in J/kg
La condensazione è il cambiamento di stato inverso della evaporazione, e avviene alla stessa temperatura, con cessione di calore da parte del liquido (il calore latente di condensazione è uguale a quello di evaporazione)
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La propagazione del calore
Fenomeni Termici
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La propagazione del calore
All’interno di un solido il calore si propaga per conduzione
La conduzione del calore è dovuta alla trasmissione di vibrazioni tra atomi vicini all’interno del solido.
Si ha trasmissione di energia all’interno del solido, ma non si ha trasporto di materia
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La propagazione del calore
All’interno di un fluido (liquido o gas) il calore si propaga soprattutto per convezione.
Il fluido, scaldandosi, varia la sua densità: il fluido piu caldo tende a salire, e quello piu freddo scende a prendere il suo posto
Si innescano delle correnti convettive che coinvolgono tutto il fluido: si ha trasmissione di energia nel fluido, e si ha anche trasporto di materia
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La propagazione del calore
Legge di Fourier della conduzione La quantità di calore che si propaga per conduzione in un tempo Δt attraverso una parete di area A e spessore d, ai due lati della quale è mantenuta una differenza di temperatura ΔT, è:
k: coefficiente di conducibilità termica, caratteristico del materiale. Nel SI il coefficiente di conducibilità termica si misura in W/(m·K)
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La propagazione del calore
Le sostanze con un coefficiente di conducibilità termica elevato, per esempio i metalli, sono buoni conduttori di calore.Gli isolanti termici, per esempio i gas, o i materiali che inglobano aria nella loro struttura, hanno una bassa conducibilità termica
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La propagazione del calore Nella trasmissione per irraggiamento, il calore viene scambiato come radiazione elettromagnetica, che si propaga anche nel vuoto. Tutti i corpi emettono radiazione elettromagnetica (visibile per i corpi piu caldi, infrarossa per quelli piu freddi). La potenza irraggiata da un corpo di superficie A alla temperatura T (misurata in kelvin) è espressa dalla legge di Stefan-Boltzmann:
La costante c dipende dal materiale che costituisce la superficie.Quando la radiazione elettromagnetica incide su un corpo, viene in parte riflessa e in parte assorbita, riscaldando il corpo stesso
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Gas perfetti e gas realiFenomeni Termici
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L’equilibrio dei gas
Un gas esercita una pressione sul recipiente che lo contiene
Le molecole di gas si muovono disordinatamente, urtano le pareti del recipiente,
esercitando così su di esse, nel complesso, una forza Fp
Gas in un recipiente chiuso da un pistone mobile. Il pistone esercita una pressione a causa del suo peso. In condizione di equilibrio :
La pressione del gas è:
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L’equilibrio dei gas
Lo stato di un gas in equilibrio è caratterizzato dai valori di quattro grandezze: pressione, volume, temperatura e quantità di gasUna trasformazione fa passare il gas da uno stato a un altro: modifica alcune o tutte le grandezze caratteristiche
Trasformazione isotermica: a temperatura costanteTrasformazione isobarica: a pressione costanteTrasformazione isovolumica: a volume costante
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L’equilibrio dei gas
La quantità di gas viene espressa in termini di numero di moliUna mole di gas è una quantità di gas che contiene un numero di molecole pari al numero di Avogadro
Legge di AvogadroUna mole di gas, nelle stesse condizioni di pressione e temperatura, occupa sempre lo stesso volume, qualunque sia il tipo di gas
Alla pressione di 1 atm, e alla temperatura di 0 °C una mole di qualunque gas occupa un volume di 22,4 litri.La massa di una mole di gas è una caratteristica di ogni gas
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L’equilibrio dei gas
Legge di Boyle
A temperatura costante, il volume che una certa massa di gas occupa è inversamente proporzionale alla pressione del gas
Il valore della costante dipende dalle condizioni iniziali del gas. Indicando con 1 e 2 due stati di equilibrio del gas:
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L’equilibrio dei gas
Rappresentazione grafica della legge di Boyle, nel piano cartesiano pressione-volume (piano di Clapeyron)
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Primo principio della termodinamica
Fenomeni Termici
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Sistema ed Esterno Un SISTEMA può essere un qualsiasi oggetto scelto e isolato
(mentalmente) dal resto, che diventa l’ESTERNO del sistema.
I sistemi considerati in termodinamica sono finiti e vengano trattati dal punto di vista macroscopico e non microscopico. Cioè non si tiene conto della struttura della materia, ma vengono considerate come variabili termodinamiche solo le caratteristiche globali del sistema, come la pressione e la temperatura (grandezze misurabili).
L’involucro immaginario che racchiude un sistema e lo separa dal suo esterno è chiamato CONTORNO del sistema:
ISOLA il sistema dal suo esterno realizza una INTERAZIONE fra il sistema e l’esterno
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Sistema ed Esterno I sistemi possono essere:
SISTEMA ISOLATO non può scambiare né materia né energia con il suo esterno
SISTEMA NON ISOLATO:
Sistema aperto se scambia con l’esterno energia e materia
Sistema chiuso se scambia con l’esterno energia e non materia (la sua massa è costante)
Lo scambio di energia può avvenire sotto forma di calore o di lavoro.
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Un sistema isolato non è influenzato dall’esterno. Tuttavia entro il sistema possono avvenire delle trasformazioni. Tali trasformazioni cessano dopo un certo periodo di tempo: si dice allora che il sistema ha raggiunto una condizione di equilibrio interno nel senso che non vi è nessuna ulteriore tendenza alla trasformazione.
Per un sistema chiuso può anche venire raggiunta una condizione statica finale tale che il sistema non solo risulti in equilibrio internamente, ma anche in equilibrio esterno con ciò che lo circonda.
Uno stato di equilibrio rappresenta una condizione semplice di un sistema ed è suscettibile di una precisa descrizione matematica poiché in tale stato il sistema presenta un insieme di proprietà di facile identificazione e riproducibilità.
Stato
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Stato Lo STATO rappresenta la totalità delle proprietà
macroscopiche associate al sistema. Certe proprietà possono essere misurate direttamente (temperatura, pressione); altre proprietà (energia interna) vengono determinate soltanto per via indiretta.
Un sistema all’equilibrio presenta un insieme di proprietà fissate che sono indipendenti dal tempo e che possono quindi venire misurate con precisione.
Trasformazione
Quando un sistema chiuso viene rimosso dall’equilibrio, esso subisce una trasformazione durante la quale le sue proprietà variano fino al raggiungimento di un nuovo stato di equilibrio.
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Qualunque variazione di energia che un sistema subisca è riconducibile al lavoro o al calore che ne attraversano le pareti;
Il calore e il lavoro rappresentano le sole vie per influire sull’energia di un sistema chiuso;
Legge di Conservazione dell’energiaL’energia di un sistema isolato è costante
Il Primo Principio
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Primo Principio della TermodinamicaPer un sistema chiuso (cioè di massa costante) il primo principio della termodinamica è espresso in forma matematica dalla relazione:
dove: dU è la variazione di energia internadq è il calore trasferito fra sistema e esternodW è il lavoro trasferito fra sistema e esterno
WqU
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Convenzione segni lavoro
SISTEMAW- W
+
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Convenzione segni Calore
SISTEMAQ -Q+
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Si compie lavoro meccanico ogniqualvolta una forza sposta il suo punto di applicazione
dove F è la componente della forza agente nella direzione dello spostamento dl.
In forma differenziale :
dove rappresenta una quantità di lavoro infinitesima.
Lavoro e Calore
dlFW
dlFW W
82Università degli Studi di Siena - C.d.L. in Fisica e Nuove Tecnologie - A.A. 2004-2005
Lavoro e Calore Il lavoro fatto dalla pressione P di un fluido, che agisce su un
pistone di area A e produce una variazione di volume dV è fornito dall’equazione
Sulla testa del pistone, di area A, che si sposta di dl entro il cilindro, viene esercitata una pressione P. Il volume del cilindro è V=AL e, poiché A è costante, .
Inoltre, la pressione P, per definizione, è la forza totale F che agisce sulla testa del pistone divisa per l’area A.
Pertanto
P
dl
Vl
dVPW
dlAdV
dVPAdlAFFdlW
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Trasformazioni termodinamiche Nel diagramma p, V:
un punto rappresenta uno stato del gas;
una linea rappresenta la trasformazione tra due stati;
l’area al di sotto della linea rappresenta il lavoro scambiato dal gas con l’esterno.
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Trasformazioni termodinamiche Trasformazione isobara
La pressione resta costante, mentre volume e temperatura variano in modo proporzionale
Trasformazione isocora Il volume resta costante mentre
pressione e temperatura variano in modo proporzionale:
1
2
1
2
VV
TT
1
2
1
2
pp
TT
85
Trasformazioni termodinamiche Trasformazione isoterma
La temperatura resta costante, mentre pressione e volume variano in modo inversamente proporzionale (il loro prodotto resta costante).
Trasformazione adiabatica Avviene in un ambiente
termicamente isolante che impedisce ogni scambio di energia termica con l’esterno.
1
2
2
1
pp
VV
costantepV
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Trasformazioni termodinamiche Ciclo termodinamico
Trasformazione termodinamica in cui lo stato finale coincide con quello iniziale.
Rappresentato da una curva chiusa nel piano (V,P).
Il lavoro compiuto in un ciclo è pari all’area racchiusa dalla curva che lo rappresenta nel piano (V,P).