Principio zero della termodinamica Un sistema termodinamico è un sistema di molte particelle Dalla sensazione di caldo o di freddo si passa al concetto di stato termico. interazione termica freddo caldo equilibrio termico Principio zero della termodinamica isolante isolante A B A B A B C C C Due corpi in equilibrio termico con un terzo, sono in equilibrio termico tra di loro.

Concetto di temperatura Il principio zero permette di assegnare ad ogni stato termico un numero, che è un indicatore dello stato termico. Ad ogni stato termico associamo un numero che è indice dello stato termico e che ne fornisce la temperatura. T = aG Determinazione della costante “a” Scegliamo un riferimento: il punto triplo dell’acqua Associamo ad esso un numero: T0 = 273.16 dove G0 è il valore assunto dalla grandezza fisica al punto triplo.

Termometro a gas La diretta proporzionalità assunta in “T = aG” non è vera per tutte le grandezze che variano con la temperatura. Il miglior termometro possibile è il termometro a gas: se il gas è rarefatto, a volume costante, pressione e temperatura sono direttamente proporzionali. B h O p = pA + rgh Gli altri termometri sono tarati, usando come riferi-mento le temperature di un termometro a gas.

VARIABILI DI STATO Per i sistemi a molte particelle ( in 2 g di idrogeno ci sono 6 1023 molecole!) non è possibile dare posizione e velocità di ogni particella. Si descrive il sistema mediante pochi parametri legati ai valori medi delle grandezze dinamiche: Volume Pressione Temperatura Pressione, volume e temperatura sono variabili di stato o coordinate termodinamiche di un fluido omogeneo.

gas perfetto Uno stato di equilibrio termodinamico di un gas omogeneo è descritto e identificato da tre variabili termodinamiche: P, V, T queste variabili sono legate da una equazione di stato, determinata empiricamente o mediante un modello. Equazione di stato per il gas perfetto: pV = nRT dove n è il numero di moli di gas, T la temperatura assoluta. Se T = cost, si ha una trasformazione isotermica, la cui legge, pV = cost (legge di Boyle), in un diagramma pV è rappresentata da un ramo di iperbole. R = 8.31 J mole-1 K-1 R = 0.082 l atm mole-1K-1

Gas ideale o perfetto Non ci sono forze attrattive tra le particelle del gas, che sono puntiformi. Il gas perfetto soddisfa la legge di Boyle, quindi in un diagramma pV le isoterme sono rappresentate da rami di iperbole equilatera. Un gas reale si comporta come un gas perfetto quando è molto rarefatto (le forze attrattive sono trascurabili), e quando la sua temperatura è maggiore della temperatura critica (il gas non può essere liquefatto). Energia interna Sistemi di molte particelle gas reale: Ei =ECi + Ui gas perfetto: Ei =ECi

Trasformazione termodinamica Passaggio da uno stato di equilibrio ad un altro, dovuto ad interazione (scambio di energia) con l’ambiente esterno.