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I principi della termodinamica Boyle Charles Clausius Carnot JouleKelvin.

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Presentazione sul tema: "I principi della termodinamica Boyle Charles Clausius Carnot JouleKelvin."— Transcript della presentazione:

1 I principi della termodinamica Boyle Charles Clausius Carnot JouleKelvin

2 La chilocaloria ha lequivalente in joule 1 kcal = 4186 J t che riscalda lacqua allinterno del recipiente Il mulinello di Joule: lenergia potenziale meccanica mgh, diventa energia termica Q = cm t che riscalda lacqua allinterno del recipiente

3 LA TERMODINAMICA E I SUOI PRINCIPI Termodinamica: si occupa dello studio degli scambi energetici tra un sistema e lambiente Termodinamica: si occupa dello studio degli scambi energetici tra un sistema e lambiente PRIMO PRINCIPIO: PRIMO PRINCIPIO: Equivalenza e conservazione dell energia. Il calore è una forma di energia: Q = L + U U è la variazione di energia interna Equivalenza e conservazione dell energia. Il calore è una forma di energia: Q = L + U U è la variazione di energia interna SECONDO PRINCIPIO: SECONDO PRINCIPIO: Limiti alla conversione fra energia vile e nobile Limiti alla conversione fra energia vile e nobile É impossibile ottenere lavoro continuativo utilizzando una sola sorgente di energia ( Kelvin ) É impossibile ottenere lavoro continuativo utilizzando una sola sorgente di energia ( Kelvin )

4 Secondo principio della termodinamica Enunciati del Secondo Principio della Termodinamica L'enunciato di Kelvin: è impossibile realizzare una trasformazione termodinamica, il cui unico risultato, sia la conversione integrale di calore in lavoro. E possibile convertire integralmente calore in lavoro, ma questo non è mai l'unico risultato!

5 Macchina termica

6 Il secondo principio della termodinamica Il secondo principio della termodinamica è di natura empirica; esso stabilisce dei limiti alla conversione del calore in lavoro. Esistono due formulazioni equivalenti del secondo principio: Il secondo principio della termodinamica è di natura empirica; esso stabilisce dei limiti alla conversione del calore in lavoro. Esistono due formulazioni equivalenti del secondo principio: Enunciato di Kelvin-Plank Enunciato di Kelvin-Plank È impossibile realizzare una macchina termica che utilizzi per produrre lavoro meccanico continuativo, una sola sorgente di calore a temperatura uniforme. È impossibile realizzare una macchina termica che utilizzi per produrre lavoro meccanico continuativo, una sola sorgente di calore a temperatura uniforme.

7 Il secondo principio della termodinamica Enunciato di Clausius Enunciato di Clausius E impossibile che il calore fluisca spontaneamente da un corpo a temperatura minore T1, verso un corpo a temperatura maggiore T2 ( È impossibile realizzare una macchina frigorifera senza utilizzare lavoro dallesterno ). Per quanto apparentemente molto diversi tra loro i due enunciati risultano equivalenti. E impossibile che il calore fluisca spontaneamente da un corpo a temperatura minore T1, verso un corpo a temperatura maggiore T2 ( È impossibile realizzare una macchina frigorifera senza utilizzare lavoro dallesterno ). Per quanto apparentemente molto diversi tra loro i due enunciati risultano equivalenti.

8 kelvin Clausius Occorrono almeno due sorgenti di calore: una calda per assorbire e una fredda per cedere calore Il calore non fluisce spontaneamente dal freddo al caldo

9 Ciclo di Carnot

10 Ciclo di Carnot rendimento massimo

11 Entropia Lenergia totale delluniverso si conserva, ma ad ogni trasformazione si degrada. Quindi il primo principio dice sinteticamente che: Lenergia si conserva Il secondo principio dice che: lentropia totale delluniverso aumenta. Lentropia è una funzione ideata da Clausius, misura lirreversibilità dei fenomeni e indica il verso del tempo perché essa aumenta sempre.

12 Entropia Questa funzione è definita come la somma di tutti i calori scambiati diviso le temperature costanti a cui avvengono gli scambi. Per una macchina ideale di Carnot la variazione di entropia delluniverso è nulla. Per una macchina reale la variazione di entropia è sempre maggiore di 0. Questa funzione è definita come la somma di tutti i calori scambiati diviso le temperature costanti a cui avvengono gli scambi. Per una macchina ideale di Carnot la variazione di entropia delluniverso è nulla. Per una macchina reale la variazione di entropia è sempre maggiore di 0. Qualsiasi trasformazione irreversibile degrada lenergia, cioè la rende inutilizzabile per produrre lavoro. Quindi laumento di entropia misura la perdita di capacità di fare lavoro. Qualsiasi trasformazione irreversibile degrada lenergia, cioè la rende inutilizzabile per produrre lavoro. Quindi laumento di entropia misura la perdita di capacità di fare lavoro.


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