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Chimica Fisica Equazione di Stato Universita degli Studi dellInsubria

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Presentazione sul tema: "Chimica Fisica Equazione di Stato Universita degli Studi dellInsubria"— Transcript della presentazione:

1 Chimica Fisica Equazione di Stato Universita degli Studi dellInsubria

2 © Dario Bressanini 2 Grandezze Indipendenti Consideriamo un gas. Immaginiamo di fissare Consideriamo un gas. Immaginiamo di fissare n – il numero di moli (la composizione) n – il numero di moli (la composizione) p – la pressione p – la pressione V – il volume V – il volume Ci accorgiamo che non è più possibile fissare arbitrariamente la temperatura, e nessun altra variabile. Ci accorgiamo che non è più possibile fissare arbitrariamente la temperatura, e nessun altra variabile. È un fatto sperimentale che le variabili indipendenti, fissata la composizione, sono solamente due. È un fatto sperimentale che le variabili indipendenti, fissata la composizione, sono solamente due.

3 © Dario Bressanini 3 Grandezze Indipendenti Questa osservazione è sperimentalmente verificata per OGNI sostanza in OGNI fase. Questa osservazione è sperimentalmente verificata per OGNI sostanza in OGNI fase. Esprimiamo matematicamente questo fatto: Esprimiamo matematicamente questo fatto: ASSIOMA: Le variabili termodinamiche indipendenti sono solamente 3. Esiste una equazione, chiamata EQUAZIONE DI STATO, che lega una variabile alle altre.

4 © Dario Bressanini 4 Equazione di Stato Lequazione di stato esiste per ogni sostanza Lequazione di stato esiste per ogni sostanza La funzione f(n,p,T) è diversa a seconda della sostanza La funzione f(n,p,T) è diversa a seconda della sostanza La Termodinamica, teoria generale, NON può ricavare le equazioni di stato. Queste possiamo considerarle assiomi verificati sperimentalmente. La Termodinamica, teoria generale, NON può ricavare le equazioni di stato. Queste possiamo considerarle assiomi verificati sperimentalmente.

5 © Dario Bressanini 5 Equazione Di Stato Fissata la composizione, questa equazione è rappresentabile con una superficie. Fissata la composizione, questa equazione è rappresentabile con una superficie. STATO DI UN SISTEMA: Un punto della superficie. Linsieme dei valori delle sue coordinate. STATO DI UN SISTEMA: Un punto della superficie. Linsieme dei valori delle sue coordinate. Nella maggioranza dei casi la funzione f(n,p,T) la si può descrivere solo in forma grafica e non con una unica formula analitica. Nella maggioranza dei casi la funzione f(n,p,T) la si può descrivere solo in forma grafica e non con una unica formula analitica.

6 © Dario Bressanini 6 Equazione di Stato Sperimentale

7 © Dario Bressanini 7 Equilibrio Termico Consideriamo due sistemi isolati. Questi avranno in generale dei valori diversi di p,V e T. Consideriamo due sistemi isolati. Questi avranno in generale dei valori diversi di p,V e T. A p 1,V 1,T 1 B p 2,V 2,T 2 Parete adiabatica A p 1,V 1,T B p 2,V 2,T Dopo il contatto, I due sistemi raggiungono lequilibrio termico, e la temperatura nei due sistemi è identica. Dopo il contatto, I due sistemi raggiungono lequilibrio termico, e la temperatura nei due sistemi è identica. Parete conduttrice

8 © Dario Bressanini 8 Equilibrio Termico Consideriamo ora due sistemi, A e B, separati da una parete adiabatica, ma ciascuno in contatto termico con C Consideriamo ora due sistemi, A e B, separati da una parete adiabatica, ma ciascuno in contatto termico con C AB C AB C A e B raggiungono lequilibrio termico con C A e B raggiungono lequilibrio termico con C Mettiamo ora A e B in contatto… Mettiamo ora A e B in contatto… non vi sono ulteriori cambiamenti: A e B sono gia in equilibrio non vi sono ulteriori cambiamenti: A e B sono gia in equilibrio

9 © Dario Bressanini 9 Principio Zero della Termodinamica Possiamo esprimere questo risultato sperimentale cosi Possiamo esprimere questo risultato sperimentale cosi ASSIOMA: due sistemi in equilibrio termico con un terzo, sono in equilibrio tra loro. Il principio zero della termodinamica e stato enunciato dopo il primo e secondo principio. Ci si e resi conto della sua necessita quando si e iniziato a costruire ledificio della Termodinamica in modo logico. Il principio zero della termodinamica e stato enunciato dopo il primo e secondo principio. Ci si e resi conto della sua necessita quando si e iniziato a costruire ledificio della Termodinamica in modo logico. Il Termometro funziona grazie a questo principio Il Termometro funziona grazie a questo principio

10 © Dario Bressanini 10 Equilibrio Equilibrio meccanico: nulla si muove. Forze in equilibrio Equilibrio meccanico: nulla si muove. Forze in equilibrio Equilibrio chimico: composizione costante Equilibrio chimico: composizione costante Equilibrio termico: temperatura costante Equilibrio termico: temperatura costante Equilibrio termodinamico: termico+chimico+meccanico Equilibrio termodinamico: termico+chimico+meccanico Un sistema è in equilibrio se i valori delle grandezze che lo caratterizzano rimangono costanti nel tempo

11 © Dario Bressanini 11 Processo o Trasformazione Un Processo Termodinamico è un cammino sulla superficie descritta dalla equazione di stato. Un Processo Termodinamico è un cammino sulla superficie descritta dalla equazione di stato. Una successione di stati termodinamici. Una successione di stati termodinamici.

12 © Dario Bressanini 12 Tipi di Trasformazione Isoterma T = cost. Isoterma T = cost. Isobarap = cost. Isobarap = cost. IsocoraV = cost. IsocoraV = cost. Adiabaticaq = 0 Adiabaticaq = 0 IsoentropicaS = cost. IsoentropicaS = cost


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