Espansione di un gas a pressione costante LAVORO DI UN GAS Espansione di un gas a pressione costante p V A B VA VB A1 B1

PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Convenzioni sul segno di calore e lavoro per un generico sistema termodinamico: Q > 0 : Calore assorbito Q < 0 : Calore ceduto L > 0 : Lavoro eseguito L < 0 : Lavoro subìto Sistema Q > 0 L < 0 L > 0 Q < 0

PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Il calore Q ed il lavoro L scambiati da un sistema termodinamico con l’ambiente esterno producono una variazione di energia interna U secondo il principio di conservazione dell’energia. Q L Ui Uf

SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA I fenomeni naturali presentano un verso privilegiato di evoluzione quando avvengono spontaneamente. Esempi: L’energia meccanica si trasforma in calore; Il calore passa spontaneamente dal corpo più caldo al corpo più freddo. Tuttavia è possibile rovesciare il verso naturale di questi fenomeni con particolari accorgimenti (ciclo di Carnot e machina frigorifera).

SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA CALORE e LAVORO, pur essendo due diverse forme di energia, non sono del tutto equivalenti: il lavoro è una forma di energia ordinata (più pregiata); il calore è una forma di energia disordinata (meno pregiata). Formulazione di Kelvin: “È impossibile realizzare una macchina che, lavorando in ciclo, trasformi interamente in lavoro il calore prelevato ad una sorgente.” Formulazione di Clausius: “È impossibile che il calore passi da un corpo più freddo ad uno più caldo senza una adeguata spesa di lavoro.”

METABOLISMO L’energia utilizzata dall’organismo umano, per il suo funzionamento e per compiere una certa attività, è fornita dagli alimenti. Esempio: Si definisce metabolismo il consumo di energia per unità di tempo.

METABOLISMO alla pressione di 1 atm occorrono 134.4 litri di ossigeno per liberare 666 kcal. Contenuto energetico del glucosio: Valore calorico dell’ossigeno:

30 litri di O2 consumati in 1 ora producono l’energia termica: METABOLISMO La misura del consumo d’ossigeno consente il calcolo della variazione di energia interna dell’organismo. Esempio: 30 litri di O2 consumati in 1 ora producono l’energia termica:

Valori medi del metabolismo basale: Metabolismo basale: consumo di energia ad unità di tempo per kg di massa corporea in condizioni di riposo. Valori medi del metabolismo basale: Uomini: Donne: