La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Fenomeni Termici 1. Il punto di vista microscopico Fenomeni Termici 2.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Fenomeni Termici 1. Il punto di vista microscopico Fenomeni Termici 2."— Transcript della presentazione:

1 Fenomeni Termici 1

2 Il punto di vista microscopico Fenomeni Termici 2

3 Nel 1827 R. Brown osservò il moto irregolare di un granello di polline nell'acqua. Il moto del granello di polvere (visibile al microscopio) indica che l'acqua è composta da “grani” invisibili, in continuo moto: le molecole. Il moto browniano

4 Il moto browniano è dovuto agli urti con le molecole d'acqua, che sono in continua agitazione. Esempi di moto browniano: Il moto browniano

5 Il moto browniano permette di costruire un modello del gas perfetto, in cui:  le forze di attrazione molecolare sono praticamente nulle (il gas deve essere rarefatto);  le molecole si muovono continuamente e disordinatamente (agitazione termica);  le molecole urtano in modo elastico contro le pareti del recipiente che le contiene. La pressione di un gas perfetto

6 In condizioni normali, l'aria si comporta da gas perfetto (78% azoto e 22% ossigeno) La pressione di un gas perfetto

7 Poiché le molecole sono tantissime (10 22 in 1 g di aria) per descrivere il loro moto si usano le grandezze macroscopiche: p, V, T. Il modello del gas perfetto consente di:  calcolare le grandezze macroscopiche come valori medi di grandezze microscopiche relative alle singole molecole;  interpretare in termini microscopici le proprietà macroscopiche dei gas. La pressione di un gas perfetto

8 Equazioni di stato dei gas perfetti Per i gas perfetti si verificano alcune leggi sperimentali:  Legge di Boyle  1° Legge di Gay-Lussac  2° Legge di Gay-Lussac  Legge di Avogadro : per due gas diversi ma nelle stesse condizioni di pressione, volume e temperatura risulta N 1 = N 2 (N numero di moli). Complessivamente riassunte nell’equazione di stato dei gas perfetti n = numero di moli T = temperatura assoluta (K) R = costante dei gas = 8.31 J mol -1 K -1

9 L'energia cinetica media è la media aritmetica di tutte le energie cinetiche delle singole molecole. Ricordiamo che l'energia cinetica di una particella di massa m e velocità v è K = ½ m v 2. L’energia cinetica media

10 La pressione è dovuta agli urti delle singole molecole del gas sulle pareti del recipiente. Con un procedimento statistico si ricava la formula per la pressione, che lega due grandezze macroscopiche (p, V) a due microscopiche (N, K): La pressione di un gas perfetto

11 L'energia interna U di un sistema è l'energia complessiva di tutte le sue componenti microscopiche. L'energia interna del gas perfetto è data dalla somma delle energie cinetiche delle sue molecole, perché esse non possiedono altri tipi di energia. Nel gas reale non si può trascurare l'energia potenziale, dovuta alla forza di coesione molecolare. L’energia interna

12  L'energia cinetica delle molecole di un gas reale è uguale a quella del gas perfetto nelle stesse condizioni di n, p, V, T;  l'energia potenziale E pot è pari al lavoro compiuto dalle forze intermolecolari quando si disgrega il sistema, portando tutte le molecole lontane una dall'altra. L’energia interna di un gas reale

13  poiché il lavoro delle forze intermolecolari è negativo, anche E pot < 0 ;  quindi l'energia interna U di un gas reale è data dalla formula (K>0, E pot <0):  questa definizione vale anche per i liquidi e i solidi. L’energia interna di un gas reale

14 Gas, liquidi e solidi Le sostanze sono composte da atomi. Quando due o più atomi si legano assieme formano molecole. La molecola d’acqua è formata da due atomi di idrogeno (simbolo H) e da un atomo di ossigeno (simbolo O). Tra le molecole di una sostanza agiscono le forze di coesione molecolare. Queste forze hanno intensità diversa a seconda dello stato di aggregazione in cui si trova la sostanza

15  Nella formula U = K + E pot :  il termine K (energia cinetica) è sempre positivo e tende a disgregare il sistema;  il termine E pot, di segno negativo, indica l'efficacia delle forze di attrazione che tendono a legare e ordinare il sistema.  Confrontiamo le entità dei due contributi nei tre stati di aggregazione della materia: gas, liquidi e solidi. Gas, liquidi e solidi

16  Nei gas il valore assoluto di K è sempre maggiore di quello di E pot :  L'energia interna U di un gas è sempre positiva.  Le molecole sono quasi libere di muoversi: per questo motivo il gas non ha un volume proprio e tende sempre a espandersi. Gas

17  Nei liquidi si ha equivalenza tra gli effetti di disordine (K) e quelli di ordine (E pot ):  L'energia interna U di un liquido è circa uguale a zero.  Le molecole possono scorrere le une sulle altre ma non sono libere di allontanarsi: il liquido ha un volume proprio e si adatta alla forma del recipiente. Liquidi

18  Nei solidi le forze di attrazione molecolare (E pot ) prevalgono sugli effetti di disordine (K):  L'energia interna U di un solido è sempre negativa.  Le molecole e gli atomi non sono liberi di muoversi, ma si legano tra loro a formare il reticolo cristallino. Solidi

19 Gas, liquidi e solidi Stato Solido  Struttura microscopica ordinata – Forze di coesione intense – Particelle oscillano intorno a posizioni di equilibrio, senza spostarsi - Stato Liquido  Struttura microscopica disordinata – Forze di coesione deboli –  Le molecole si muovono, ma le distanze reciproche variano poco Stato Gassoso  Forze di coesione trascurabili – Le molecole occupano tutto lo spazio a disposizione – Fortemente comprimibili Riassumendo

20 La temperatura Fenomeni Termici 20

21 Moltiplicando per V i due membri dell’equazione otteniamo e, utilizzando l’equazione di stato dei gas perfetti La temperatura dal punto di vista microscopico

22 dove La temperatura dal punto di vista microscopico

23 L'energia cinetica media delle molecole e la temperatura assoluta del gas perfetto sono direttamente proporzionali. La temperatura dal punto di vista microscopico

24 La temperatura assoluta è una misura dell'energia cinetica media dei grani microscopici della materia (per esempio atomi o molecole). Una conseguenza di ciò si manifesta nel Radiometro di Crookes. La temperatura dal punto di vista microscopico

25 Il radiometro di Crookes è una girandola, posta in un gas, le cui pale hanno una faccia nera e una argentata. La temperatura dal punto di vista microscopico

26 Il modello di molecola puntiforme descrive correttamente i gas monoatomici (elio, neon...); per gli altri gas la formula contiene solo l'energia cinetica di traslazione. L’energia cinetica delle molecole complesse

27  La formula vale per l'energia cinetica media di traslazione di tutte le sostanze allo stato solido, liquido, gassoso.  Poiché K media > 0, necessariamente deve essere T > 0.  La temperatura di un corpo non può assumere valori negativi. Il suo valore minimo possibile è T = 0 K, per il quale K media = 0 J.  Allo zero assoluto tutte le molecole sono ferme (o quasi!). Lo zero assoluto

28 Date N molecole di massa m e velocità v 1,v 2..v N, l'energia cinetica media di traslazione è dove La velocità quadratica media è definita come: La velocità quadratica media

29  Confronto tra velocità media e velocità quadratica media: La velocità quadratica media

30 La velocità quadratica media dipende dalla temperatura del gas. Infatti si ha perciò La velocità quadratica media

31 Applicazione della formula ad una molecola di azoto La velocità quadratica media

32 Confronto tra le energie interne dei tre stati di aggregazione: L'energia cinetica media di traslazione (direttamente proporzionale alla temperatura assoluta) determina il moto di agitazione termica degli atomi e molecole di tutte le sostanze. Il moto di agitazione termica

33 Le molecole dei gas e dei liquidi si muovono ad alta velocità: ciò spiega il moto browniano; quelle dei solidi oscillano continuamente attorno alla posizione d'equilibrio nel reticolo cristallino. Il passaggio da uno stato più aggregato ad uno meno aggregato richiede un aumento della velocità media delle molecole, ovvero della temperatura della sostanza. Il moto di agitazione termica

34 34 Indipendentemente dallo stato di aggregazione, le molecole sono soggette continuamente a un moto di agitazione termica La temperatura è un indice dello stato di agitazione termica: più grande è l’agitazione termica, maggiore è la temperatura. Equilibrio termico: due corpi a temperatura diversa posti a contatto, dopo un certo tempo assumono una temperatura intermedia comune (principio zero della termodinamica) Il termometro è lo strumento che misura la temperatura Nel SI la temperatura si misura in kelvin (K), anche se è molto diffuso l’uso del grado celsius o centigrado (°C). La misura della temperatura

35 35 La misura della temperatura Scala Celsius: suddivide in 100 parti l’intervallo tra due punti fissi 0° C: temperatura ghiaccio fondente 100 °C: temperatura acqua bollente (a pressione atmosferica) La suddivisione della scala Kelvin è la stessa della Celsius, ma l’origine della scala è traslata: 0 °C corrispondono a 273,15 K

36 36 La misura della temperatura Scale termometriche  CELSIUS (°C) 0 – 100  KELVIN (K) T(K) = T(°C) + 273°  FAHRENHEIT (°F) T(°F) = 32° + 9 * T(°C) / 5 La scala Celsius e la scala Kelvin sono scale centigrade, la scala Fahrenheit no!

37 37 Dilatazione termica Fenomeni Termici 37

38 38 La dilatazione termica Dilatazione termica: aumento di volume dei corpi dovuto all’aumento della temperatura. Se una dimensione prevale sulle altre due (come per un filo o un’asta) si parla di dilatazione lineare Dilatazione lineare: l’aumento di lunghezza Δl (Δl = l – l 0 ) dipende dalla sostanza di cui è fatto il corpo ed è direttamente proporzionale:  alla lunghezza iniziale l 0 del corpo;  alla variazione di temperatura ΔT (ΔT = T – T 0 ) subita dal corpo.

39 39 La dilatazione termica Legge della dilatazione lineare Nel SI il coefficiente di dilatazione lineare λ si misura in K -1 La variazione di temperatura ΔT = T – T 0 ha lo stesso valore numerico espressa in K e in °C, pertanto λ ha lo stesso valore in K -1 o in °C -1

40 40 La dilatazione termica

41 41 La dilatazione termica Legge di dilatazione volumica (solidi e liquidi) Nel SI il coefficiente di dilatazione volumica k si misura in K -1 Per i solidi, k ≈ 3·λ (il coefficiente di dilatazione volumica è circa il triplo di quello lineare). Per i liquidi, k è molto maggiore rispetto al caso dei solidi

42 42 La dilatazione termica Comportamento anomalo dell’acqua Nell’intervallo tra 0 °C e 4°C il volume dell’acqua non cresce con l’aumentare della temperatura, ma diminuisce (il coefficiente di dilatazione è negativo). Al di sopra di 4 °C l’acqua si dilata normalmente

43 43 Legge fondamentale della termologia Fenomeni Termici 43

44 44 La legge fondamentale della termologia Per aumentare la temperatura di un corpo occorre trasferirgli energia. Il trasferimento di energia può avvenire con uno scambio di calore (contatto con una fiamma o un corpo più caldo, …) o con uno scambio di lavoro Esperimento di Joule Per fare crescere di 1 K la temperatura di 1 kg di acqua, occorre compiere un lavoro pari a circa 4180 J

45 45 La legge fondamentale della termologia La capacità termica C di un corpo è il rapporto tra l’energia ricevuta e la variazione di temperatura: Nel SI la capacità termica si misura in J/K La capacità termica C è proporzionale alla massa m. La costante di proporzionalità è il calore specifico c: Il calore specifico c è caratteristico di ogni sostanza; nel SI si misura in J/(kg·K)

46 46 La legge fondamentale della termologia Legge fondamentale della termologia L’energia scambiata dipende dalla sostanza (attraverso il calore specifico c) ed è direttamente proporzionale: -alla massa della sostanza;  alla variazione di temperatura ΔT.

47 47 La legge fondamentale della termologia Equilibrio termico: due corpi a temperatura T 1 e T 2 posti a contatto, scambiano energia e si portano a una temperatura di equilibrio T e La legge fondamentale della termologia diventa: L’energia è scambiata tra un corpo e l’altro sotto forma di calore

48 48 La legge fondamentale della termologia Unità di misura del calore  Unità di misura pratica : caloria (cal)  1 caloria è la quantità di energia necessaria per aumentare di 1 °C la temperatura di 1 g di acqua Equivalente termico del lavoro (equivalente meccanico della caloria)  1 cal = J

49 49 La legge fondamentale della termologia Il corpo caldo cede calore e si raffredda: Il corpo freddo acquista calore e si riscalda: Poiché T 1 < T e < T 2, Q ceduto è negativo e Q acquistato è positivo. Se non c’è dispersione di calore, tenendo conto dei segni si ha: La temperatura di equilibrio T e è: Se c 1 = c 2 (stessa sostanza) T e è:

50 50 La legge fondamentale della termologia Misura di calore specifico con il calorimetro delle mescolanze. Nel calorimetro: acqua (massa m 1, temperatura T 1 ) Si aggiunge un corpo di massa m 2 a temperatura T 2 : il sistema va in equilibrio a temperatura T e m e : equivalente in acqua del calorimetro, tiene conto del calore assorbito dal calorimetro Misurando T e si può determinare il calore specifico sconosciuto c 2

51 51 La legge fondamentale della termologia La bomba calorimetrica  La bomba calorimetrica è usata per misurare l’energia termica rilasciata dalla combustione di una sostanza.  Un’applicazione importante è la combustione dei cibi al fine di determinarne il contenuto calorico.  Un campione di sostanza, pesato accuratamente, viene inserito in un contenitore chiuso (la “bomba”), insieme con un eccesso di ossigeno ad alta pressione.  La bomba viene posta nell’acqua del calorimetro ed un filo sottile che passa attraverso la bomba viene poi scaldato per breve tempo provocando l’incendiarsi della miscela.  L’energia rilasciata nel processo di combustione viene trasferita all’acqua della bomba.

52 52 La legge fondamentale della termologia Esempio  Misurazione dell’apporto calorico del cioccolato. Determinare il contenuto in Calorie (1 Caloria = 1000 calorie) di 100 g di cioccolatini dalle seguenti misurazioni. Un campione da 10 g di cioccolatini viene disidratato prima di essere inserito nella bomba calorimetrica. La bomba di alluminio ha una massa di kg e viene posta in 2.0 kg di acqua contenuta in un calorimetro di alluminio di massa kg. La temperatura iniziale della miscela è 15.0 °C e la sua temperatura dopo la combustione è 36.0 °C.  Soluzione. Applichiamo la conservazione dell’energia al sistema che assumiamo isolato costituito dal campione di cioccolatini, dalla bomba, dalla coppa del calorimetro e dall’acqua. In questo caso la quantità di calore Q ceduta durante la combustione viene assorbita dall’insieme formato da bomba, calorimetro e acqua: In joule, Q = (47 cal)(4186 J/kcal) = 197 kJ. Poiché nella combustione di 10 g di cioccolatini vengono liberate 47 kcal, una porzione da 100g conterrà 470 Calorie (kcal) kJ.

53 53 Calore latente Fenomeni Termici 53

54 54 Il calore latente Cambiamento di stato: passaggio di una sostanza da uno stato di aggregazione a un altro Durante un cambiamento di stato la temperatura resta costante

55 55 Il calore latente Fusione: passaggio dallo stato solido allo stato liquido La fusione avviene per assorbimento di calore Il solido assorbe calore: la sua temperatura sale fino alla temperatura di fusione T f - inizia il cambiamento di stato Fusione: il solido continua ad assorbire calore, ma la temperatura resta costante al valore T f A fusione completata, se il corpo continua ad assorbire calore, la sua temperatura cresce

56 56 Il calore latente Se una massa m di sostanza solida si trova alla temperatura di fusione T f, la quantità di calore Q necessaria per farla fondere è direttamente proporzionale a m La costante di proporzionalità λ f, caratteristica di ogni sostanza, è il calore latente di fusione, nel SI si misura in J/kg

57 57 Il calore latente Il cambiamento di stato inverso della fusione è la solidificazione: avviene alla stessa temperatura della fusione, con cessione di calore da parte del liquido Il calore latente di solidificazione è il calore ceduto dalla massa unitaria di liquido durante la solidificazione, ed è uguale al calore latente di fusione.

58 58 Il calore latente Evaporazione: passaggio dallo stato liquido allo stato gassoso L’evaporazione avviene per assorbimento di calore Molti liquidi evaporano anche (in superficie) a temperatura ambiente Nell’ebollizione il cambiamento di stato interessa tutto il volume di liquido e avviene a temperatura costante (temperatura di ebollizione) La temperatura di ebollizione dipende dalla pressione

59 59 Il calore latente Se una massa m di sostanza solida si trova alla temperatura di evaporazione T e, la quantità di calore Q necessaria per farla evaporare è direttamente proporzionale a m: λ v, è il calore latente di evaporazione, nel SI si misura in J/kg La condensazione è il cambiamento di stato inverso della evaporazione, e avviene alla stessa temperatura, con cessione di calore da parte del liquido (il calore latente di condensazione è uguale a quello di evaporazione)

60 60 La propagazione del calore Fenomeni Termici 60

61 61 La propagazione del calore All’interno di un solido il calore si propaga per conduzione La conduzione del calore è dovuta alla trasmissione di vibrazioni tra atomi vicini all’interno del solido. Si ha trasmissione di energia all’interno del solido, ma non si ha trasporto di materia

62 62 La propagazione del calore All’interno di un fluido (liquido o gas) il calore si propaga soprattutto per convezione. Il fluido, scaldandosi, varia la sua densità: il fluido più caldo tende a salire, e quello più freddo scende a prendere il suo posto Si innescano delle correnti convettive che coinvolgono tutto il fluido: si ha trasmissione di energia nel fluido, e si ha anche trasporto di materia

63 63 La propagazione del calore Legge di Fourier della conduzione La quantità di calore che si propaga per conduzione in un tempo Δt attraverso una parete di area A e spessore d, ai due lati della quale è mantenuta una differenza di temperatura ΔT, è: k: coefficiente di conducibilità termica, caratteristico del materiale. Nel SI il coefficiente di conducibilità termica si misura in W/(m·K)

64 64 La propagazione del calore Le sostanze con un coefficiente di conducibilità termica elevato, per esempio i metalli, sono buoni conduttori di calore. Gli isolanti termici, per esempio i gas, o i materiali che inglobano aria nella loro struttura, hanno una bassa conducibilità termica

65 65 La propagazione del calore Nella trasmissione per irraggiamento, il calore viene scambiato come radiazione elettromagnetica, che si propaga anche nel vuoto. Tutti i corpi emettono radiazione elettromagnetica (visibile per i corpi più caldi, infrarossa per quelli più freddi). La potenza irraggiata da un corpo di superficie A alla temperatura T (misurata in kelvin) è espressa dalla legge di Stefan-Boltzmann: La costante c dipende dal materiale che costituisce la superficie. Quando la radiazione elettromagnetica incide su un corpo, viene in parte riflessa e in parte assorbita, riscaldando il corpo stesso

66 66 Gas perfetti e gas reali Fenomeni Termici 66

67 67 L’equilibrio dei gas Un gas esercita una pressione sul recipiente che lo contiene Le molecole di gas si muovono disordinatamente, urtano le pareti del recipiente, esercitando così su di esse, nel complesso, una forza F p Gas in un recipiente chiuso da un pistone mobile. Il pistone esercita una pressione a causa del suo peso. In condizione di equilibrio : La pressione del gas è:

68 68 L’equilibrio dei gas Lo stato di un gas in equilibrio è caratterizzato dai valori di quattro grandezze: pressione, volume, temperatura e quantità di gas Una trasformazione fa passare il gas da uno stato a un altro: modifica alcune o tutte le grandezze caratteristiche Trasformazione isotermica: a temperatura costante Trasformazione isobarica: a pressione costante Trasformazione isovolumica: a volume costante

69 69 L’equilibrio dei gas La quantità di gas viene espressa in termini di numero di moli Una mole di gas è una quantità di gas che contiene un numero di molecole pari al numero di Avogadro Legge di Avogadro Una mole di gas, nelle stesse condizioni di pressione e temperatura, occupa sempre lo stesso volume, qualunque sia il tipo di gas Alla pressione di 1 atm, e alla temperatura di 0 °C una mole di qualunque gas occupa un volume di 22,4 litri. La massa di una mole di gas è una caratteristica di ogni gas

70 70 L’equilibrio dei gas Legge di Boyle A temperatura costante, il volume che una certa massa di gas occupa è inversamente proporzionale alla pressione del gas Il valore della costante dipende dalle condizioni iniziali del gas. Indicando con 1 e 2 due stati di equilibrio del gas:

71 71 L’equilibrio dei gas Rappresentazione grafica della legge di Boyle, nel piano cartesiano pressione- volume (piano di Clapeyron)

72 72 Primo principio della termodinamica Fenomeni Termici 72

73 73 Sistema ed Esterno Un SISTEMA può essere un qualsiasi oggetto scelto e isolato (mentalmente) dal resto, che diventa l’ESTERNO del sistema. I sistemi considerati in termodinamica sono finiti e vengano trattati dal punto di vista macroscopico e non microscopico. Cioè non si tiene conto della struttura della materia, ma vengono considerate come variabili termodinamiche solo le caratteristiche globali del sistema, come la pressione e la temperatura (grandezze misurabili). L’involucro immaginario che racchiude un sistema e lo separa dal suo esterno è chiamato CONTORNO del sistema:  ISOLA il sistema dal suo esterno  realizza una INTERAZIONE fra il sistema e l’esterno

74 74 Sistema ed Esterno I sistemi possono essere: SISTEMA ISOLATO non può scambiare né materia né energia con il suo esterno SISTEMA NON ISOLATO:  Sistema aperto se scambia con l’esterno energia e materia  Sistema chiuso se scambia con l’esterno energia e non materia (la sua massa è costante) Lo scambio di energia può avvenire sotto forma di calore o di lavoro.

75 75 Un sistema isolato non è influenzato dall’esterno. Tuttavia entro il sistema possono avvenire delle trasformazioni. Tali trasformazioni cessano dopo un certo periodo di tempo: si dice allora che il sistema ha raggiunto una condizione di equilibrio interno nel senso che non vi è nessuna ulteriore tendenza alla trasformazione. Per un sistema chiuso può anche venire raggiunta una condizione statica finale tale che il sistema non solo risulti in equilibrio internamente, ma anche in equilibrio esterno con ciò che lo circonda. Uno stato di equilibrio rappresenta una condizione semplice di un sistema ed è suscettibile di una precisa descrizione matematica poiché in tale stato il sistema presenta un insieme di proprietà di facile identificazione e riproducibilità. Stato

76 76 Stato Lo STATO rappresenta la totalità delle proprietà macroscopiche associate al sistema. Certe proprietà possono essere misurate direttamente (temperatura, pressione); altre proprietà (energia interna) vengono determinate soltanto per via indiretta. Un sistema all’equilibrio presenta un insieme di proprietà fissate che sono indipendenti dal tempo e che possono quindi venire misurate con precisione. Trasformazione Quando un sistema chiuso viene rimosso dall’equilibrio, esso subisce una trasformazione durante la quale le sue proprietà variano fino al raggiungimento di un nuovo stato di equilibrio.

77 77 Qualunque variazione di energia che un sistema subisca è riconducibile al lavoro o al calore che ne attraversano le pareti; Il calore e il lavoro rappresentano le sole vie per influire sull’energia di un sistema chiuso; Legge di Conservazione dell’energia L’energia di un sistema isolato è costante Il Primo Principio

78 78 Primo Principio della Termodinamica Per un sistema chiuso (cioè di massa costante) il primo principio della termodinamica è espresso in forma matematica dalla relazione: dove: dU è la variazione di energia interna dq è il calore trasferito fra sistema e esterno dW è il lavoro trasferito fra sistema e esterno

79 79 Convenzione segni lavoro SISTEMA WW - WW +

80 80 Convenzione segni Calore SISTEMA QQ - QQ +

81 81 Si compie lavoro meccanico ogniqualvolta una forza sposta il suo punto di applicazione dove F è la componente della forza agente nella direzione dello spostamento dl. In forma differenziale : dove rappresenta una quantità di lavoro infinitesima. Lavoro e Calore

82 82 Università degli Studi di Siena - C.d.L. in Fisica e Nuove Tecnologie - A.A Lavoro e Calore  Il lavoro fatto dalla pressione P di un fluido, che agisce su un pistone di area A e produce una variazione di volume dV è fornito dall’equazione  Sulla testa del pistone, di area A, che si sposta di dl entro il cilindro, viene esercitata una pressione P. Il volume del cilindro è V=AL e, poiché A è costante,.  Inoltre, la pressione P, per definizione, è la forza totale F che agisce sulla testa del pistone divisa per l’area A.  Pertanto P dl V l

83 83 Trasformazioni termodinamiche Nel diagramma p, V:  un punto rappresenta uno stato del gas;  una linea rappresenta la trasformazione tra due stati;  l’area al di sotto della linea rappresenta il lavoro scambiato dal gas con l’esterno.

84 84 Trasformazioni termodinamiche Trasformazione isobara  La pressione resta costante, mentre volume e temperatura variano in modo proporzionale Trasformazione isocora  Il volume resta costante mentre pressione e temperatura variano in modo proporzionale:

85 85 Trasformazioni termodinamiche Trasformazione isoterma  La temperatura resta costante, mentre pressione e volume variano in modo inversamente proporzionale (il loro prodotto resta costante). Trasformazione adiabatica  Avviene in un ambiente termicamente isolante che impedisce ogni scambio di energia termica con l’esterno.

86 86 Trasformazioni termodinamiche Ciclo termodinamico  Trasformazione termodinamica in cui lo stato finale coincide con quello iniziale.  Rappresentato da una curva chiusa nel piano (V,P).  Il lavoro compiuto in un ciclo è pari all’area racchiusa dalla curva che lo rappresenta nel piano (V,P).


Scaricare ppt "Fenomeni Termici 1. Il punto di vista microscopico Fenomeni Termici 2."

Presentazioni simili


Annunci Google