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Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine1 Le trasformazioni principali.

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Presentazione sul tema: "Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine1 Le trasformazioni principali."— Transcript della presentazione:

1 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine1 Le trasformazioni principali

2 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine2 Trasformazioni notevoli: un elenco Le trasformazioni reversibili sono evidentemente infinite… Hanno molta importanza alcune trasformazioni fondamentali isocora (a volume costante) isobara (a pressione costante) isoterma (a temperatura costante) adiabatica (senza entrata o uscita di calore)

3 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine3 Lisocora

4 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine4 Lisocora È una trasformazione a volume costante Ecco una sua rappresentazione grafica A B

5 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine5 Processo Isocoro

6 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine6 Lisocora Anzitutto calcoliamo il lavoro... Essendo costante il volume il lavoro è sempre nullo …poi lenergia interna... Questa dipende solo da A e da B funzione di stato!

7 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine7 Lisocora …ed infine il calore dal I principio della termodinamica Il gas si comporta come un corpo qualunque Il calore fornito/prelevato va in aumento/diminuzione dellenergia interna -> temperatura ||

8 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine8 Lisocora Il calore molare vale

9 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine9 Lisocora Per gas poliatomici di solito il modello va in crisi il sistema se rigido ha 6 gradi di libertà al massimo …però di solito la molecola NON è rigida!

10 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine10 Lisobara

11 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine11 Lisobara È una trasformazione a pressione costante Ecco una sua rappresentazione grafica A B

12 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine12 Processo Isobaro

13 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine13 Lisobara Calcoliamo prima il lavoro... conviene calcolare larea, piuttosto che lintegrale… Notate come il segno del lavoro sia automatico...poi la variazione di energia interna... =-

14 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine14 Lisobara …ed infine il calore Attenzione: il calore scambiato dipende dalla trasformazione non è una funzione di stato! | -

15 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine15 Lisoterma

16 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine16 Lisoterma È una trasformazione a temperatura costante

17 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine17 Lisoterma Calcoliamo anzitutto il lavoro... =- -

18 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine18 Lisoterma …quindi lenergia interna... Lenergia interna resta costante perché resta costante la temperatura... …ed infine il calore + = -

19 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine19 Lisoterma In una trasformazione isoterma il calore fornito viene trasformato integralmente in lavoro

20 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine20 I calori specifici di un gas

21 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine21 Temperatura e calore Il calore è energia in transito da un corpo a temperatura maggiore ad un corpo a temperatura minore. La temperatura è una grandezza che misura la tendenza del calore a passare da un corpo a temperatura più grande ad un corpo a temperatura più piccola

22 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine22 Capacità termica Il calore è direttamente proporzionale alla variazione di temperatura. La costante di proporzionalità è la capacità termica La capacità termica è il calore che viene acquistato da un corpo per aumentare di un grado la sua temperatura o il calore che viene ceduto da un corpo per diminuire di un grado la sua temperatura

23 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine23 Calore specifico Se dividiamo entrambi i termini per la massa m si ha : Il calore specifico è la capacità termica dellunità di massa

24 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine24 Somministrando la stessa quantità di calore ad una certa quantità di sostanza, la variazione di temperatura è inversamente proporzionale al calore specifico della sostanza :

25 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine25 TABELLA DATI

26 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine26 GRAFICO

27 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine27 Calori specifici di un gas Abbiamo già visto il valore del calore molare a volume costante Ora vediamo quello a pressione costante

28 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine28 Calori specifici di un gas T+dT T A B C

29 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine29 La relazione di Meyer Da A a B abbiamo (isocora…) Da A a C abbiamo + +

30 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine30 La relazione di Meyer Ma fra B e C lenergia interna devessere la stessa! Stessa temperatura… Quindi

31 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine31 La relazione di Meyer Per un gas perfetto i calori molari sono: Molto importante il rapporto

32 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine32 La relazione di Meyer Per laria Attenzione: CO 2 si comporta come un gas biatomico… C O O

33 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine33 La relazione di Meyer Il modello dei gas ideali si applica bene a gas monoatomici gas biatomici anche a gas poliatomici, ma solo con molecole ben legate in ogni caso la struttura della molecola è importante

34 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine34 Ladiabatica

35 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine35 Ladiabatica Trasformazione senza trasmissione di calore + +

36 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine36 Ladiabatica Ne consegue Si ricordi lequazione di stato... …e sostituiamo

37 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine37 Ladiabatica A questo punto usiamo la relazione di Meyer…...ed otteniamo di seguito...

38 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine38 Ladiabatica

39 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine39 Ladiabatica Quindi otteniamo lequazione di una adiabatica in funzione di T e V Eliminiamo T ed otteniamo lequazione di una adiabatica in funzione di P e V

40 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine40 Ladiabatica Poi eliminiamo V ed otteniamo lequazione di unadiabatica in funzione di P e T

41 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine41 Ladiabatica In totale quindi

42 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine42 Alcune note a margine

43 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine43 Importanza pratica delle trasformazioni ISOCORA usata spesso per le trasformazioni in ambienti chiusi esempio: riscaldamento… ISOTERMA usata spesso per modelli approssimati attenzione: in genere T varia di poco nella scala in kelvin esempio: modelli di atmosfera

44 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine44 Importanza pratica delle trasformazioni ADIABATICA usata spesso quando il calore scambiato è trascurabile fenomeni rapidi espansioni o compressioni rapide fenomeni che coinvolgono grandi masse meteorologia

45 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine45 Adiabatiche ed isoterme Hanno andamento simile nel piano di Clapeyron Le adiabatiche sono più ripide Vediamo il confronto

46 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine46 Adiabatiche ed isoterme Confrontiamo unisoterma con unadiabatica facciamo il caso dellaria

47 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine47 Il calore in una trasformazione Ricordiamo alcuni suggerimenti derivati dal fatto che… lenergia interna è una funzione di stato il lavoro ha sempre la stessa espressione =-

48 Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine48 Il calore in una trasformazione In una trasformazione reversibile generica si calcolano nellordine variazione di energia interna …funzione di stato… lavoro come integrale calore come somma algebrica dei primi due termini …e fate sempre molta attenzione ai segni!


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