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I processi termodinamici possiedono una proprietà che non è descritta dal primo principio e che indica la presenza di altre leggi lirreversibilità delle.

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Presentazione sul tema: "I processi termodinamici possiedono una proprietà che non è descritta dal primo principio e che indica la presenza di altre leggi lirreversibilità delle."— Transcript della presentazione:

1 i processi termodinamici possiedono una proprietà che non è descritta dal primo principio e che indica la presenza di altre leggi lirreversibilità delle trasformazioni termodinamiche Secondo Principio della Termodinamica 3) un gas è contenuto in un recipiente comunicante attraverso un foro con un 2) due corpi a temperatura diversa sono posti in contatto termico: dopo un certo 1) un pendolo oscilla nellaria di una stanza: dopo un certo tempo il pendolo si secondo recipiente dopo un certo tempo il gas riempie anche il secondo ferma e permane indefinitamente in quiete indefinitamente in tale condizione tempo i due corpi raggiungono la stessa temperatura e restano recipiente permanendo indefinitamente in tale condizione questi processi avvengono in accordo con il primo principio della termodinamica, ma non possono essere invertiti ma non possono essere invertiti,dunque, fino a prova contraria, dobbiamo assumere che i processi inversi siano impossibili

2 allora la trasformazione T che porta sistema ed ambiente dato che questa proprietà non e ovvia, reversibile una trasformazione T è reversibile quando la trasformazione T che riporta in sintesi affermiamo che : affermare che questi processi non sono invertibili significa affermare che sono trasformazioni termodinamichenotiamo che i processi possibili 1) 2) e 3) e non è descritta dal primo principio che, con scambi di energia nella forma di lavoro e calore, stato S i allo stato S f trasformazione non è possibile leggi che governano gli scambi energetici tra sistema ed ambiente sistema ed ambiente negli stati iniziali è possibile, i fenomeni meccanici sono tutti invertibili, dobbiamo concludere che esistono altre portano il sistema dallo e lambiente dallo stato A i allo stato A f (tutti stati di equilibrio) S i, A i agli stati S f, A f è possibile se la trasformazione termodinamica T che porta sistema ed ambiente dagli stati dagli stati S f, A f agli stati S i, A i è impossibile irreversibile e irreversibile quando tale

3 in fisica fondamentale questi stessi fatti sono descritti ricorrendo al concetto di simmetria e si dice che possiamo allora affermare che le trasformazioni termodinamiche che si svolgono le trasformazioni termodinamiche sono temporalmente asimmetriche (possiedono una freccia temporale) sulla base di questa definizione possiamo affermare che un fenomeno F è temporalmente simmetrico (non possiede una freccia temporale) quando il fenomeno F ottenuto invertendo il senso dello scorrere del tempo è possibile. temporalmente asimmetrico (possiede una freccia temporale) quando tale fenomeno F non è possibile. NOTA irreversibili in natura sono irreversibili

4 SiSi AiAi SfSf AfAf L Q ossia con una trasformazione nella quale le coordinate il complesso di queste trasformazioni è vietato (trasformazione irreversibile) il calore potrebbe essere trasformato in lavoro in un nuovo ultima dunque la trasformazione vietata è l ultima trasformazione ciclica con una trasformazione ciclica essere riportato nello stato iniziale compiendo lavoro lambiente, laria, potrebbe essere riportato nello stato da S i A i ad S f A f in generale lo svolgimento del processo fa evolvere allo stesso tempo il sistema e lambientefacendoli passare daltra parte le prime due sono sicuramente permesse Trasformazioni impossibili nel caso del pendolo : iniziale prelevando caloreil sistema, il pendolo, potrebbe termodinamiche degli stati iniziale e finale coincidono sistema termodinamico che faccia parte dell ambiente,

5 in tutti i casi la causa della irreversibilità delle trasformazioni termodinamiche può essere ricondotta alla impossibilità della conversione, ed elevando a principio in un sistema termodinamico che scambi calore con una sorgente ad una L Q secondo principio della termodinamica una frazione di calore venga nel corso della quale, come unico risultato, nella forma di Kelvin-Plank : nel corso di una trasformazione ciclica, questo fatto si perviene al di calore in lavoro T Trasformazioni cicliche con scambi di calore ad una singola temperatura singola temperatura è impossibile realizzare una trasformazione ciclica convertita in lavoro

6 affinchè gli scambi di calore tra sistema ed ambiente avvengano a temperatura si definisce termostato un sistema che possa acquistare o cedere una quantita illimitata di calore senza cambiare la propria temperatura per es. cio implica che non sia possibile realizzare un motore (sistema termodinamico ciclico) che prelevi calore da una sola fonte di calore, es. il mare, e lo trasformi integralmente in lavoro unico integralmente in lavoro non e stato l unico risultato integralmente in lavorotrasformazione del calore fornito da una sola sorgente, mentre il secondo principio unico afferma che e impossibile realizzare un processo il cui ma in questo caso il sistema non torna quindi la trasformazione di calore attenzione: in una trasformazione non ciclica e possibile che il calore venga trasformato integralmente in lavoro, risultato sia la o termostato definita si introduce il concetto di serbatoio di calore o sorgente di calore esattamente alla situazione iniziale

7 non vi sono altre trasformazioni cicliche con scambi di calore ad una singola temperatura trasformazioni cicliche con scambi di calore ad una singola temperatura volendo crescere in complessita dobbiamo considerare le due trasformazioni cicliche con scambi di calore tra due temperature Q T L Q T L nel seguito ogniqualvolta venga scambiato calore tra sistema ed ambiente supporremo che lambiente operi come termostato ad una ben precisa temperatura attenzione :

8 trasformazioni permesse dal II principio Q2Q2 T2T2 T1T1 Q1Q1 L T1T1 L Q2Q2 Q1Q1 T2T2 Trasformazioni cicliche con scambi di calore a due temperature Q2Q2 T2T2 T1T1 Q1Q1 L

9 Q T2T2 L Q2Q2 T2T2 T1T1 Q1Q1 L T2T2 T1T1 Q1Q1 combinando trasformazioni permesse con trasformazioni vietate si ottengono contenuto fisico di quella ad una temperatura dellenunciato di Kelvin-Plank. in un sistema termodinamico è impossibile realizzare una trasformazione e costituisce il secondo principio della termodinamica nella forma di Clausius: questa nuova trasformazione vietata a due temperature ha lo stesso il cui unico risultato sia quello di trasferire spontaneamente calore da un corpo freddo ad uno caldo altre trasformazioni vietate quindi ma

10 Rendimento di un ciclo termico Rendimento di un ciclo termico Q a la somma dei calori assorbiti dal sistema ( Q a > 0 ) L f la somma dei lavori fatti dal sistema ( L f > 0 ) L s la somma dei lavori subiti dal sistema ( L s < 0 ) durante un ciclo di funzionamento siano: in un ciclo termico si definisce rendimento la quantita: Q c la somma dei calori ceduti dal sistema ( Q c < 0 ) il rendimento e la percentuale di calore assorbito che viene trasformato in lavoro dasi deduce che Q2Q2 T2T2 T1T1 Q1Q1 L

11 il calore assorbito non viene mai integralmente trasformato in lavoro sperimentalmente si osserva che il rendimento e il primo principio della termodinamica si riferisce alla variazione di energia per energia interna l energia interna di un sistema termodinamico si puo indifferentemente trasformazione il secondo principio si riferisce alla trasformazione mezzo di scambi di calore e lavoro e asserisce che trasformazione trasformazione del calore in lavoro ma precisa che calore e lavoro Vai allesercizio 6-T-B--OK--Rendimento-di-un-ciclo-termico scambiare lavoro o calore con lambiente circostante per modificare di lavoro in calore ed alla il secondo principio non nega il primo, non sono trasformabili indifferentemente sempre sempre inferiore allunita l uno nellaltro

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