Trasformazione Termodinamica

fisica

Trasformazione Termodinamica

• Si dice trasformazione termodinamica lo stato di un sistema che è modificato a causa di un'interazione con l'ambiente. La trasformazione può essere reversibile o irreversibile.
• Si chiama termostato un sistema fisico capace di cedere o assorbire una qualsiasi quantità di calore senza mutare la propria temperatura.
• Un processo termodinamico è una trasformazione reversibile se è composto da una successione di stati di equilibrio; ogni stato si distingue dal precedente e dal successivo per differenze infinitesime dei valori dei parametri termodinamici.
• Il lavoro L compiuto dal sistema sull'ambiente è uguale e opposto al lavoro Lc dell'ambiente sul sistema: L = Lc L = psh = p(V_β- Vα); ΔL= ΔV
• Il lavoro di un gas sull'ambiente è sempre positivo durante un'espansione, è negativo durante una compressione.
• Trasformazione isocora: variazione di volume nullo L = O
• Per ogni sistema termodinamico, qualunque sia la trasformazione che esso subisce, la variazione Δu dell'energia interna è uguale alla differenza fra la quantità di calore a che il sistema assorbe dall'esterno e il lavoro L che il sistema compie verso l'esterno: Δu = Q-L
• Nella trasformazione adiabatica non c'è scambio di calore tra l'ambiente e il sistema Δu = -L. Trattandosi di un'espansione, il lavoro è positivo, la variazione di energia interna Δu è negativa; Δu è proporzionale alla temperatura assoluta T e diminuisce nella trasformazione. n= mole del gas; c_v = calore molare a temperatura costante L = -Δu = n c_{V ( Ta - Tb)}
• Il secondo principio della termodinamica qualifica il calore come energia degradata: le energie di prima specie (potenziale, cinetica) possono essere usate per produrre lavoro utile, il calore nelle trasformazioni energetiche è tanto meno utilizzabile quanto minore è la temperatura media alla quale è disponibile. L = Q₂ - Q1
• Enunciato di Kelvin: è impossibile realizzare una trasformazione il cui risultato finale sia solamente quello di convertire in lavoro meccanico il calore prelevato da un'unica sorgente.
• Enunciato di Clausus: è impossibile realizzare una trasformazione il cui risultato finale sia solamente il passaggio di calore da un corpo ad una data temperatura a un altro a temperatura maggiore.
• Secondo principio: fissato un fenomeno reale, che avvenga spontaneamente senza alcun intervento esterno, è impossibile, come unico risultato finale, nelle medesime condizioni, il processo inverso.
• Se una macchina termica compie una trasformazione ciclica durante la quale assorbe dall'ambiente una quantità di calore Q2 e cede all'ambiente una quantità di calore Q1 producendo il lavoro L= Q2-Q1 il suo rendimento è dato dal rapporto η = L = Q2-Q1 fra il lavoro L compiuto e il lavoro Q assorbito.
• Torema di Carnot: tutte le macchine reversibili che lavorano fra due temperature fissate hanno lo stesso rendimento e nessuna macchina reale (irreversibile) che scambi calore con due sorgenti a quelle temperature può avere un rendimento maggiore.