Fondamenti di Termodinamica Seconda Scuola Estiva AIF per studenti della Scuola Superiore Vincenzo...

Fondamenti diFondamenti diTermodinamicaTermodinamica

Seconda Scuola Estiva AIF Seconda Scuola Estiva AIF

per studenti della Scuola Superioreper studenti della Scuola Superiore

Vincenzo Orofino

Dipartimento di Fisica, Università del Salento

Richiamo concetti basilari di Richiamo concetti basilari di dinamicadinamica

Pressione esercitata da una forza:Pressione esercitata da una forza:

Energia meccanica (totale):Energia meccanica (totale):

Teorema lavoro-energia:Teorema lavoro-energia:

A

Fp

hgmvmEEE pk 2

2

1

fdLE

Sistemi termodinamiciSistemi termodinamici

Importante risultato sperimentale: Importante risultato sperimentale: ogni volta che si ogni volta che si dissipa energia meccanica, hanno luogo fenomeni di dissipa energia meccanica, hanno luogo fenomeni di riscaldamento.riscaldamento.

Ad esempio nel caso del pendolo si riscalda il punto Ad esempio nel caso del pendolo si riscalda il punto di sospensione; nell’auto che si ferma si riscaldano i di sospensione; nell’auto che si ferma si riscaldano i freni, ecc.freni, ecc.

La termodinamica è quella parte della fisica che La termodinamica è quella parte della fisica che descrive i processi di riscaldamento o descrive i processi di riscaldamento o raffreddamento (raffreddamento (fenomeni termicifenomeni termici) e l loro ) e l loro correlazione con i processi dinamici. correlazione con i processi dinamici. Il sistema è il corpo o l’insieme dei corpi sotto esame. L’ambiente esterno è l’insieme di tutti i corpi che possono interagire con il sistema.

Parametri di statoParametri di stato

Un sistema macroscopico viene descritto Un sistema macroscopico viene descritto ricorrendo a grandezze macroscopiche d’insieme ricorrendo a grandezze macroscopiche d’insieme che descrivono caratteristiche del sistema nel suo che descrivono caratteristiche del sistema nel suo complesso. Tali grandezze sono dettecomplesso. Tali grandezze sono dette parametri di parametri di stato (o variabili termodinamichestato (o variabili termodinamiche).).

Parametri di stato sono il volume, la pressione, la Parametri di stato sono il volume, la pressione, la massa volumica, la temperatura ecc.massa volumica, la temperatura ecc.

Lo Lo statostato di un sistema termodinamico è definito di un sistema termodinamico è definito quando i valori dei parametri di stato sono quando i valori dei parametri di stato sono univocamente determinati.univocamente determinati.

Agitazione termicaAgitazione termica

Un qualunque fluido è costituito da un gran numero Un qualunque fluido è costituito da un gran numero di particelle (sia singoli atomi che molecole) in un di particelle (sia singoli atomi che molecole) in un continuo moto disordinato definito continuo moto disordinato definito agitazione termicaagitazione termica..

Questo fenomeno sta alla base dei cosiddetti Questo fenomeno sta alla base dei cosiddetti moti moti brownianibrowniani..

Moto browniano di una microparticella di resina di raggio intorno a 3 micron. I punti, congiunti con segmenti, rappresentano le successive posizioni della particella osservata al microscopio ad intervalli di 30 s da un punto iniziale A ad uno finale B.

TemperaturaTemperatura

La La temperaturatemperatura è una grandezza correlata è una grandezza correlata all’energia cinetica media della particelle di un all’energia cinetica media della particelle di un sistema.sistema.

In particolare, per un gas a bassa pressione (gas In particolare, per un gas a bassa pressione (gas ideale):ideale):

dove dove kk è una costante e è una costante e TT è la temperatura del è la temperatura del sistema misurata in un’opportuna unità di misura sistema misurata in un’opportuna unità di misura chiamata chiamata kelvinkelvin (vedi in seguito). (vedi in seguito).

TkE medk 2

3,

Equilibrio termico (1)Equilibrio termico (1)

Si considerino due sistemi A e B, come in figura, Si considerino due sistemi A e B, come in figura, inizialmenteinizialmente posti a temperature posti a temperature TTAA e e TTBB, rispettivamente , rispettivamente (con (con TTA A < < TTBB).).

Equilibrio termico (2)Equilibrio termico (2)

Finché i sistemi sono separati da una parete Finché i sistemi sono separati da una parete adiabaticaadiabatica (caso a) le loro temperature non cambiano. (caso a) le loro temperature non cambiano.

Se la parete adiabatica viene rimossa o sostituita con Se la parete adiabatica viene rimossa o sostituita con una parete una parete diatermicadiatermica (caso b), dopo un adeguato (caso b), dopo un adeguato tempo i due si portano entrambi ad una stessa tempo i due si portano entrambi ad una stessa temperatura temperatura TT ( (TTAA < < TT < < TTBB).).

Una volta raggiunta questa situazione si dice che i Una volta raggiunta questa situazione si dice che i due sistemi sono in due sistemi sono in equilibrio termicoequilibrio termico..

Principio zero – Calore (1)Principio zero – Calore (1)

Principio zero della termodinamicaPrincipio zero della termodinamica::

Due sistemi interagenti fra loro, ma isolati Due sistemi interagenti fra loro, ma isolati dall’ambiente esterno, si portano all’equilibrio alla dall’ambiente esterno, si portano all’equilibrio alla stessa temperatura.stessa temperatura.

Se due corpi a diversa temperatura vengono messi a Se due corpi a diversa temperatura vengono messi a contatto, il corpo più caldo cede contatto, il corpo più caldo cede calorecalore al più freddo. al più freddo.

Il calore è l’energia scambiata da due corpi (o tra due Il calore è l’energia scambiata da due corpi (o tra due parti dello stesso corpo) a causa della loro diversa parti dello stesso corpo) a causa della loro diversa temperatura.temperatura.

Principio zero - Calore (2)Principio zero - Calore (2)

Quando due sistemi sono in equilibrio termico, tra di Quando due sistemi sono in equilibrio termico, tra di essi non si verifica nessuno scambio netto di energia essi non si verifica nessuno scambio netto di energia sotto forma di calore. sotto forma di calore.

Il calore può trasformarsi in energia meccanica, così Il calore può trasformarsi in energia meccanica, così come l’energia meccanica può trasformarsi in calore. come l’energia meccanica può trasformarsi in calore.

La La termodinamicatermodinamica studia i fenomeni nei quali si studia i fenomeni nei quali si verificano trasformazioni di calore in altre forme di verificano trasformazioni di calore in altre forme di energia, oppure le trasformazioni inverse.energia, oppure le trasformazioni inverse.

Termometri: scala centigrada (1)Termometri: scala centigrada (1)

Il metodo di taratura si attua assegnando per Il metodo di taratura si attua assegnando per convenzione i valori: convenzione i valori:

TT = 100 °C alla temperatura dell’acqua pura al = 100 °C alla temperatura dell’acqua pura al punto di punto di ebollizioneebollizione in atmosfera standard; in atmosfera standard;

TT = 0 °C alla temperatura dell’acqua pura al = 0 °C alla temperatura dell’acqua pura al punto di punto di congelamentocongelamento in atmosfera standard. in atmosfera standard.

In linea di principio il termometro misura una In linea di principio il termometro misura una qualunque grandezza X che dipende dalla temperatura qualunque grandezza X che dipende dalla temperatura (l’altezza di una colonna di liquido, la resistenza (l’altezza di una colonna di liquido, la resistenza elettrica di un conduttore, la pressione di un gas, ecc.). elettrica di un conduttore, la pressione di un gas, ecc.).

Termometri: scala centigrada (2)Termometri: scala centigrada (2)

Il procedimento di misura si attua in due stadi:Il procedimento di misura si attua in due stadi:

1) Si pone il termometro in equilibrio termico con 1) Si pone il termometro in equilibrio termico con acqua pura prima al punto di ebollizione e poi al punto di acqua pura prima al punto di ebollizione e poi al punto di congelamento, misurando i due valori congelamento, misurando i due valori XX100100 e e XX00, , rispettivamente. rispettivamente.

2) Si pone il termometro in equilibrio termico con il 2) Si pone il termometro in equilibrio termico con il corpo di cui si vuole determinare la temperatura, corpo di cui si vuole determinare la temperatura, misurando per la grandezza termometrica il valore misurando per la grandezza termometrica il valore XX..

Assumendo una dipendenza lineare dell grandezza Assumendo una dipendenza lineare dell grandezza termometrica dalla temperatura,termometrica dalla temperatura, si ha:

CXX

XXT

)100(

0100

0

Termometri: scala Kelvin (1)Termometri: scala Kelvin (1)

La scala Kelvin si basa sull’osservazione che esiste un La scala Kelvin si basa sull’osservazione che esiste un limite inferiore alla temperatura che un qualunque corpo limite inferiore alla temperatura che un qualunque corpo può assumere. Tale limite viene assunto come lo zero di può assumere. Tale limite viene assunto come lo zero di questa scala termometrica (questa scala termometrica (TT = 0 K, = 0 K, zero assolutozero assoluto).).

Per convenzione si assegna alla temperatura dell’acqua Per convenzione si assegna alla temperatura dell’acqua pura al punto triplo in atmosfera standard l’esatto valore pura al punto triplo in atmosfera standard l’esatto valore TT = 273.16 K. = 273.16 K.

N.B.: Si definisce N.B.: Si definisce punto triplopunto triplo, quella particolare , quella particolare configurazione fisica dell’acqua pura in cui le sue tre fasi configurazione fisica dell’acqua pura in cui le sue tre fasi di aggregazione (solida, liquida e aeriforme) coesistono di aggregazione (solida, liquida e aeriforme) coesistono in equilibrio.in equilibrio.


Il procedimento di misura si attua in due stadi:Il procedimento di misura si attua in due stadi:

1) Si pone il termometro in equilibrio termico con 1) Si pone il termometro in equilibrio termico con acqua pura al acqua pura al punto triplopunto triplo, misurando il valore , misurando il valore XXtrtr. .

2) Si pone il termometro in equilibrio termico con il 2) Si pone il termometro in equilibrio termico con il corpo di cui si vuole determinare la temperatura, corpo di cui si vuole determinare la temperatura, misurando per la grandezza termometrica il valore misurando per la grandezza termometrica il valore XX..

Assumendo una proporzionalità diretta tra la grandezza Assumendo una proporzionalità diretta tra la grandezza termometrica e la temperatura (termometrica e la temperatura (X X = 0 per = 0 per T T = 0 K),= 0 K), si ha:

KX

XT

tr

)16.273(


La relazione tra il valore della temperatura in gradi La relazione tra il valore della temperatura in gradi centigradi (centigradi (TTCC) e quella assoluta in kelvin () e quella assoluta in kelvin (T T ) è:) è:

TTCC = = TT – 273.15 – 273.15

La temperatura del ghiaccio fondente (ossia la La temperatura del ghiaccio fondente (ossia la temperatura del punto di congelamento dell’acqua) è temperatura del punto di congelamento dell’acqua) è pari a 273.15 K.pari a 273.15 K.

La temperatura dello zero assoluto è La temperatura dello zero assoluto è TTCC = – 273.15 = – 273.15 °C.°C.

E’ importante notare che: T C = 1 °C T = 1 K

Equazione di stato di un gas ideale Equazione di stato di un gas ideale (1)(1)

Si definisce Si definisce gas perfettogas perfetto o o idealeideale un gas le cui un gas le cui proprietà rappresentano il comportamento limite dei proprietà rappresentano il comportamento limite dei gas reali quando la loro massa volumica (densità) tende gas reali quando la loro massa volumica (densità) tende a zero.a zero.

Per i gas perfetti esiste la seguente relazione empirica Per i gas perfetti esiste la seguente relazione empirica tra pressione tra pressione pp, volume occupato , volume occupato VV, numero di molecole , numero di molecole NN e temperatura assoluta e temperatura assoluta T (equazione di stato del gas T (equazione di stato del gas perfetto)perfetto)::

dove dove kk = 1.38 = 1.38 10 102323 J/K è la cosiddetta J/K è la cosiddetta costante di costante di BoltzmannBoltzmann..

TkNVp

Equazione di stato di un gas ideale Equazione di stato di un gas ideale (2)(2)

Due variabili termodinamiche (in genere p e V) sono Due variabili termodinamiche (in genere p e V) sono sufficienti per descrivere lo stato di un gas ideale.sufficienti per descrivere lo stato di un gas ideale.

Lo stato di un gas idealeLo stato di un gas ideale è rappresentato da un punto è rappresentato da un punto in un diagramma cartesiano V-p (detto in un diagramma cartesiano V-p (detto piano di piano di ClayperonClayperon).).

Trasformazioni termodinamiche (1)Trasformazioni termodinamiche (1)

Un sistema compie una Un sistema compie una trasformazione termodinamicatrasformazione termodinamica se, se, agendo dall’esternoagendo dall’esterno, si varia almeno una delle sue , si varia almeno una delle sue variabili termodinamiche.variabili termodinamiche.

Durante una trasformazione il sistema non può essere Durante una trasformazione il sistema non può essere isolato: esso scambia energia con l’ambiente.isolato: esso scambia energia con l’ambiente.

Rappresentazione grafica nel piano di Rappresentazione grafica nel piano di Clayperon di trasformazioni Clayperon di trasformazioni termodinamiche termodinamiche tra due stati A e B.

Trasformazioni termodinamiche (2)Trasformazioni termodinamiche (2)

Una trasformazione durante la quale:Una trasformazione durante la quale:

il sistema non scambia calore con l’ambiente, è detta il sistema non scambia calore con l’ambiente, è detta trasformazione adiabatica;trasformazione adiabatica;

resta costante il volume del sistema, viene chiamata resta costante il volume del sistema, viene chiamata trasformazione isovolumicatrasformazione isovolumica (o (o isocoraisocora););

resta costante la pressione del sistema, viene detta resta costante la pressione del sistema, viene detta trasformazione isobaratrasformazione isobara;;

resta costante la temperatura del sistema, è chiamata resta costante la temperatura del sistema, è chiamata trasformazione isotermatrasformazione isoterma. .

Lavoro (1)Lavoro (1)

Un modo per trasferire energia dall’ambiente al sistema Un modo per trasferire energia dall’ambiente al sistema (o viceversa) è quello di compiere lavoro sul sistema (o far (o viceversa) è quello di compiere lavoro sul sistema (o far compiere lavoro al sistema).compiere lavoro al sistema).

Si consideri un gas contenuto all’interno di cilindro Si consideri un gas contenuto all’interno di cilindro isolato termicamente chiuso da un pistone mobile (v. isolato termicamente chiuso da un pistone mobile (v. figura).figura).


La forza La forza F’F’, che il gas esercita sul pistone (risultante , che il gas esercita sul pistone (risultante dagli urti tra molecole del gas e pistone), produce uno dagli urti tra molecole del gas e pistone), produce uno spostamento spostamento dxdx del pistone stesso. del pistone stesso.

Lo scambio di energia tra sistema ed ambiente Lo scambio di energia tra sistema ed ambiente esterno si può esprimere come il lavoro compiuto da tale esterno si può esprimere come il lavoro compiuto da tale forza:forza:

(lavoro infinitesimo compiuto sull’ambiente dal gas a (lavoro infinitesimo compiuto sull’ambiente dal gas a pressione pressione pp),),

dVpdxApdxFLd


oppure come il lavoro compiuto dalla forza che il pistone oppure come il lavoro compiuto dalla forza che il pistone esercita sulle molecole del gas:esercita sulle molecole del gas:

(lavoro infinitesimo compiuto dall’ambiente sul gas).(lavoro infinitesimo compiuto dall’ambiente sul gas).

dVpdxApdxFdL

Per una variazione finita di volume da VPer una variazione finita di volume da V ii a V a Vff, il , il lavoro compiuto dal gas è:lavoro compiuto dal gas è:

f

i

V

V

dVpL


Il lavoro compiuto dall’ambiente sul sistema è invece:Il lavoro compiuto dall’ambiente sul sistema è invece:

Il modulo del lavoro eseguito Il modulo del lavoro eseguito sul gas è uguale all’area sul gas è uguale all’area sottesa dalla curva che sottesa dalla curva che rappresenta la funzione p = rappresenta la funzione p = p(V). Il segno di L è p(V). Il segno di L è determinato dalla determinato dalla disuguaglianza tra Vdisuguaglianza tra Vii = V = V11 e V e Vf f

= V = V22..

LdVpLf

i

V

V


Lavoro svolto a volume costanteLavoro svolto a volume costante

Per qualsiasi trasformazione in cui il volume rimanga Per qualsiasi trasformazione in cui il volume rimanga costante (isocora) il lavoro è nullo.costante (isocora) il lavoro è nullo.

Lavoro svolto a pressione costanteLavoro svolto a pressione costante

In una trasformazione di questo tipo (isobara) si ha:In una trasformazione di questo tipo (isobara) si ha:

Importanti casi particolariImportanti casi particolari

)()( antetsocpVVpdVpdVpL if

V

V

V

V

f

i

f

i

)(0 antetsocVL

Calore (1)Calore (1)

Secondo la teoria fluidistica il calore era concepito Secondo la teoria fluidistica il calore era concepito come una sostanza imponderabile (fluido calorico o come una sostanza imponderabile (fluido calorico o semplicemente calorico) permeante tutti i corpi.semplicemente calorico) permeante tutti i corpi.

Mettendo a contatto due corpi a diversa temperatura Mettendo a contatto due corpi a diversa temperatura si pensava che tale fluido passasse dal corpo a si pensava che tale fluido passasse dal corpo a temperatura maggiore a quello a temperatura minore fino temperatura maggiore a quello a temperatura minore fino a quando i due corpi avessero raggiunto la stessa a quando i due corpi avessero raggiunto la stessa temperatura.temperatura.

Secondo questa teoria un corpo risultava più caldo di Secondo questa teoria un corpo risultava più caldo di un altro poiché possedeva una maggiore quantità di fluido un altro poiché possedeva una maggiore quantità di fluido calorico.calorico.

Tale errata concezione del calore fu abbandonata Tale errata concezione del calore fu abbandonata quando si intuì che il calore non è altro che una forma di quando si intuì che il calore non è altro che una forma di energia. energia.


Si riconsideri il sistema in figura già discusso in Si riconsideri il sistema in figura già discusso in precedenza.precedenza.

In tal caso la variazione di energia interna del sistema In tal caso la variazione di energia interna del sistema è:è:

f

i

V

V

dVpLEint


Tale equazione esprime una media macroscopica che Tale equazione esprime una media macroscopica che considera tutti i singoli scambi di energia tra le molecole considera tutti i singoli scambi di energia tra le molecole del gas e quelle dell’ambiente (pistone).del gas e quelle dell’ambiente (pistone).

Tali scambi energetici avvengono in genere non solo Tali scambi energetici avvengono in genere non solo quando le pareti del contenitore sono mobili ma anche quando le pareti del contenitore sono mobili ma anche quando sono fisse.quando sono fisse.

Consideriamo un gas all’interno di un contenitore Consideriamo un gas all’interno di un contenitore rigido dalle pareti diatermiche. Se si riscaldano le pareti rigido dalle pareti diatermiche. Se si riscaldano le pareti del contenitore, si può osservare un aumento di del contenitore, si può osservare un aumento di temperatura del gas e quindi di energia interna.temperatura del gas e quindi di energia interna.


In questo caso l’equazione precedente, che In questo caso l’equazione precedente, che rappresenta il principio di conservazione dell’energia rappresenta il principio di conservazione dell’energia meccanica, è inadatta a descrivere gli scambi energetici meccanica, è inadatta a descrivere gli scambi energetici tra sistema e ambiente poiché non ci sono parti in tra sistema e ambiente poiché non ci sono parti in movimento e quindi non c’è variazione di volume.movimento e quindi non c’è variazione di volume.


Si introduce quindi un nuovo concetto statistico Si introduce quindi un nuovo concetto statistico chiamato calore che rappresenta il valor medio chiamato calore che rappresenta il valor medio dell’energia scambiata tra sistema e ambiente, sempre a dell’energia scambiata tra sistema e ambiente, sempre a causa delle collisioni tra le molecole dell’uno e dell’altro, causa delle collisioni tra le molecole dell’uno e dell’altro, energia che non può essere macroscopicamente espressa energia che non può essere macroscopicamente espressa come un lavoro meccanico. come un lavoro meccanico.

Il calore è la somma di un grandissimo numero di Il calore è la somma di un grandissimo numero di lavori infinitesimi individuali, tali da non poter essere lavori infinitesimi individuali, tali da non poter essere espressi complessivamente, a livello macroscopico, come espressi complessivamente, a livello macroscopico, come il prodotto di una forza per uno spostamento medio.il prodotto di una forza per uno spostamento medio.

In tal caso (trasformazione isocora) la variazione di In tal caso (trasformazione isocora) la variazione di energia interna del sistema vale:energia interna del sistema vale:

Q = 0 Q = 0 Trasformazione adiabatica Trasformazione adiabatica

Calore ed equilibrio termicoCalore ed equilibrio termico

Quando tra ambiente e sistema (o tra due sistemi) Quando tra ambiente e sistema (o tra due sistemi) non si verifica alcuno scambio netto di energia sotto non si verifica alcuno scambio netto di energia sotto forma di calore, si dice che essi sono in equilibrio termico.forma di calore, si dice che essi sono in equilibrio termico.

Il calore è una forma di energia in transito che passa Il calore è una forma di energia in transito che passa da un sistema all’ambiente esterno o viceversa quando da un sistema all’ambiente esterno o viceversa quando tra sistema ed ambiente vi è una differenza di tra sistema ed ambiente vi è una differenza di temperatura.temperatura.

Calore e lavoroCalore e lavoro

Analogie tra calore e lavoroAnalogie tra calore e lavoro

•Il calore, come il lavoro, non è una proprietà intrinseca di Il calore, come il lavoro, non è una proprietà intrinseca di un sistema.un sistema.•La quantità di calore che il sistema assorbe o cede in La quantità di calore che il sistema assorbe o cede in una trasformazione dipende dal tipo di trasformazione.una trasformazione dipende dal tipo di trasformazione.

1) L 1) L Q : è sempre possibile la trasformazione integrale Q : è sempre possibile la trasformazione integrale

2) Q 2) Q L : non è possibile la trasformazione integrale L : non è possibile la trasformazione integrale

(altrimenti sarebbe possibile il cosiddetto moto (altrimenti sarebbe possibile il cosiddetto moto perpetuo di seconda specie)perpetuo di seconda specie)

Calore e temperaturaCalore e temperatura

Differenze tra calore e temperaturaDifferenze tra calore e temperatura

I concetti di calore e temperatura sono distinti.I concetti di calore e temperatura sono distinti.

a) Si può aumentare la temperatura di un corpo senza a) Si può aumentare la temperatura di un corpo senza cedergli calore (durante una compressione adiabatica).cedergli calore (durante una compressione adiabatica).

b) Si può cedere calore ad un corpo senza far variare la b) Si può cedere calore ad un corpo senza far variare la sua temperatura (durante un processo di fusione o di sua temperatura (durante un processo di fusione o di evaporazione).evaporazione).

Calore: unità di misuraCalore: unità di misura

Caloria (Piccola caloria) = 1 calCaloria (Piccola caloria) = 1 cal

la quantità di calore necessaria per innalzare da 14.5 a la quantità di calore necessaria per innalzare da 14.5 a 15.5 °C la temperatura di 1 g di acqua.15.5 °C la temperatura di 1 g di acqua.

Grande caloria = 1 Cal =1000 cal = 1 KcalGrande caloria = 1 Cal =1000 cal = 1 Kcal

1 cal = 4.186 J1 cal = 4.186 J

1 Kcal = 4186 J1 Kcal = 4186 J

Calore specifico (1)Calore specifico (1)

Si definisce calore specifico (o capacità termica specifica) Si definisce calore specifico (o capacità termica specifica) del materiale che costituisce un corpo di massa del materiale che costituisce un corpo di massa mm, il , il rapporto:rapporto:

A temperature ordinarie e per ordinari intervalli di A temperature ordinarie e per ordinari intervalli di temperatura, temperatura, cc è praticamente costante. La quantità di è praticamente costante. La quantità di calore calore QQ necessaria per aumentare la temperatura di un necessaria per aumentare la temperatura di un corpo di massa corpo di massa mm da un valore iniziale da un valore iniziale TTii ad uno finale ad uno finale TTff

vale quindi:vale quindi:

Tm

Q

m

Cc

)( if TTcmQ

Calore specifico (2)Calore specifico (2)

Sostanza c [J/(kg K)]

Piombo 129

Tungsteno 135

Argento 236

Rame 387

Alluminio 900

Carbonio 502

Sostanza c [J/(kg K)]

Mercurio 139

Etanolo 2430

Acqua 4190

Sorgenti di calore e termostatiSorgenti di calore e termostati

Si definisce Si definisce sorgente termicasorgente termica qualsiasi corpo che sia in qualsiasi corpo che sia in grado di fornire calore ad uno o a più altri corpi.grado di fornire calore ad uno o a più altri corpi.

Il calore si ottiene sempre come il risultato della Il calore si ottiene sempre come il risultato della trasformazione di altre forme di energia.trasformazione di altre forme di energia.

Viene chiamato invece Viene chiamato invece termostatotermostato un particolare corpo un particolare corpo in grado di fornire o assorbire calore senza che ciò in grado di fornire o assorbire calore senza che ciò modifichi apprezzabilmente la sua temperatura. Un modifichi apprezzabilmente la sua temperatura. Un termostato è un qualunque corpo massivo costituito da termostato è un qualunque corpo massivo costituito da una sostanza con un elevato calore specifico.una sostanza con un elevato calore specifico.

Primo principio della Primo principio della termodinamica (1)termodinamica (1)

In una trasformazione adiabatica:In una trasformazione adiabatica:

In una trasformazione isocora: In una trasformazione isocora:

In una trasformazione generica: In una trasformazione generica:

(Primo principio della termodinamica)(Primo principio della termodinamica)

LE int

QE int

QLE int

Primo principio della Primo principio della termodinamica (2)termodinamica (2)

Il primo principio della termodinamica rappresenta Il primo principio della termodinamica rappresenta l’applicazione del principio di conservazione dell’energia l’applicazione del principio di conservazione dell’energia a sistemi aventi un gran numero di particelle.a sistemi aventi un gran numero di particelle.

Pressione (1)Pressione (1)

Pressione ordinariaPressione ordinariaData una forza di modulo Data una forza di modulo FF agente su una superficie agente su una superficie di areadi areaAA come in figura, si definisce pressione esercitata come in figura, si definisce pressione esercitata dalla forzadalla forzail rapporto:il rapporto:

con con FFNN componente della forza componente della forza

normale alla superficie.normale alla superficie.

A

F

A

Fp N

cos

Pressione (2)Pressione (2)

Pressione interna di un fluidoPressione interna di un fluido

Si chiama Si chiama pressione internapressione interna di un fluido in un di un fluido in un punto P la pressione esercitata dal fluido su una punto P la pressione esercitata dal fluido su una superficie di area superficie di area AA centrata intorno a P (dovuta centrata intorno a P (dovuta agli urti delle molecole del fluido contro la agli urti delle molecole del fluido contro la superficie stessa).superficie stessa).

La pressione interna di La pressione interna di un fluido è un fluido è indipendente dalla indipendente dalla giacitura di giacitura di A e dalla A e dalla forma del contenitoreforma del contenitore..

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