FISICA - Termodinamica

Densità: grandezza fisica  scalare che identifica il numero di particelle comprese i un determinato spazio d = m/V [Kg/m³].

Pressione: grandezza fisica scalare che esprime il modo di agire della forza sui fluidi; la pressione agisce in tutte le direzioni p = F/A [N/m² Pa]; 1bar = 10⁵ Pascal.

Calore: energia che indica la capacità di produrre lavoro e si misura in Joule.

Temperatura: rappresenta il grado di "bontà" del calore.

Dilatazione: è un fenomeno secondo il quale quando una sostanza è sottoposta ad una variazione di temperatura, questa subisce una variazione dimensionale.

Dilatazione lineare: quando la variazione di temperatura è applicata ad un corpo che ha una dimensione prevalente sulle altre due; si dilata una sola dimensione l2= l1 (1+α∆T).

Dilatazione superficiale: quando la variazione di temperatura permette ad un corpo di avere due dimensioni prevalenti rispetto ad una terza; si dilatano due dimensioni S2= S1 (1 + 2 α∆T).

Dilatazione volumetrica: quando la variazione di temperatura permette ad un corpo di non avere alcuna dimensione prevalente rispetto ad altre; si dilatano tre dimensioni. V2 = V1 (1 + 3 α∆t)

Trasmissione del calore: il calore si trasmette in tre modi: (1) per contatto tra le molecole di corpi solidi, da un corpo più caldo ad uno più freddo.; (2) per convezione: nei fluidi, attraverso i moti convettivi, quando un fluido freddo viene a contatto con una fonte calda si scalda e per effetto dei moti convettivi si sposta per lasciare spazio ad altri parti del fluido; (3) per irraggiamento: attraverso le onde magnetiche che permettono di diffondere il calore nel vuoto.

Capacità d'assorbimento: capacità di una sostanza di assorbire calore dalla stessa fonte C_T = Q/T.

Calore specifico: capacità termica di una sostanza; numero fisso per ogni sostanza. C_S = Q/ m * ∆t;

Esperienza di Torricelli: scopo dell'esperimento era di misurare la pressione dell'aria, egli utilizzò una bacinella, un'ampolla di vetro graduata di 1m e del mercurio; egli riempì di mercurio sia la bacinella che l'ampolla, successivamente mise un dito sull'ampolla, la immerse nella bacinella e tolse il dito. Una volta tolto il dito, il mercurio contenuto nell'ampolla, scese fino ad un certo punto per il principio dei vasi comunicanti, ma non riuscì a raggiungere lo stesso livello della bacinella  (si fermò sempre a 76cm ) perché il peso dell'aria faceva aumentare la pressione all'interno della bacinella. 76cm = 760mm = 1atm

Legge di Stevin: prese un liquido e lo mise all'interno di un recipiente, riempiendolo fino ad una certa altezza. Stevin sapendo che la pressione è uguale alla forza applicata fratto lo spazio arriva a capire chela pressione dipende dalla densità del liquido, dall'altezza della superficie e dalla costante gravitazionale. p = F/S P/S m*g/S d*V*g/S d*s*h*g/S p = d*h*g

Principio d'Archimede: un corpo immerso in un fluido, riceve una spinta dal basso verso l'alto(pressione), pari al peso del volume del fluido spostato. Il peso del volume dle fluido spostato dipende dalla densità del fluido, dal suo volume e dalla costante gravitazionale. P= d*V*g

Principio di Pascal: dimostra che la pressione agiva non solamente sul fondo ma anche sulle pareti del recipiente. Con la dimostrazione del torchio idraulico si arriva a capire che la pressione.

esercitata su una superficie qualsiasi di un

liquido si trasmette con la stessa intensità

su ogni altra superficie a contatto con il

liquido. S₁ < S₂ F₁/S₁ = F₂/ S₂ F₁=  F₂* S₁/ S₂; essendo S₁/ S₂ una frazione propria il suo valore è < di 1; quindi qualsiasi numero( F₂) moltiplicato per quella frazione darà un risultato minore di F₂; quindi la forza F₁ sarà minore della forza F_2.

Scala Celsius: prese un'ampolla e ci inserì del mercurio; cucciò l'ampolla dentro un recipiente contenente acqua che bolliva, e osservò che il mercurio salì fino ad un certo livello; egli contrassegnò il livello raggiunto con un tacchetta. Successivamente inserì l'ampolla in acqua ghiacciata; il mercurio scese e Celsius segnò con un'altra tacchetta il livello. Egli divise l'intervallo tra le tacchete in 100 parti.

Scala Kelvin: Kelvin utilizzò lo zero assoluto valido per tutte le sostanze; egli individuò quella temperatura alla quale tutte le particelle delle sostanze non si muovevano. E quindi quella temperatura altre la quale non c'era più massa né più energia.

Scala Faraneith: Faraneith anziché usare per l'esperimento una sostanza qualunque, egli usò un miscuglio di sostanze e divise l'intervallo in 180 parti.

Il mulinetto di Joule: lo scopo dell'esperimento era di trovare un legame tra calore e lavoro, se c'era questo legame il calore era un'energia. Joule prese un contenitore, costruito in modo tale da disperdere al minimo il calore. Sul coperchio di questo contenitore c'erano due buchi; in un buco c'inserì un termometro( conosceva la temperatura iniziale), nell'altro un mulinello con sei lamelle nella parte finale, mentre nella parte iniziale fece girare attorno al mulinello una corda; legò le estremità a due carrucole e ci attaccò dei pesetti( di massa conosciuta), bloccati da un fermo. Joule riempì il contenitore d'acqua (di massa conosciuta). Tolse il fermo dai due pesetti che precipitarono per effetto della forza peso (=m*g) per un'altezza h. nel precipitare tirarono la corda e provocarono il movimento del mulinello all'interno del recipiente; quindi misurando la temperatura finale scoprì che t₂>t₁. I due pesi cadendo hanno compiuto un lavoro facendo variare la temperatura, che ha comportato l'aumento dell'energia termica prodotta dall'acqua. Egli conoscendo il calore specifico dell'acqua, la sua massa e la variazione di temperatura, determinò la quantità di calore. Q = C_s*m*∆t; la quantità di calore è strettamente legata al lavoro, tanto è che il loro rapporto è costante ed è uguale a L / Q = 4,186.