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TERMODINAMICA, CALORE MOLARE, EQUILIBRIO TERMODINAMICO, è il passaggio da…

- - - - stato di eq. 1
    - - se CAMBIA una variabile di stato allora cambia anche lo stato di equilibrio descritto
  - - - FUNZIONE di STATO
        
        descrive lo stato termodinamico di un sistema utilizzando le variabili di stato
        esempio
        PV = nRT
      - vale SOLO in UNA condizione di equilibrio termodinamico in cui P, T e V assumono un valore univoco
- - - - legge di Van der Waals
      - quando è valida l'eq di stato
        (PV = nRT) per i gas reali?
        
        a TEMPERATURE e DENSITA' basse
        perchè le interaz intermolecolari possonom essere considerate trascurabili
        
        temperature basse
        
        pressione alta
  - - - eq. di stato
        PV = nRT
- - - - esempi
        la I legge NON vieta:
        
        zolletta zucchero in acqua che si riforma
        
        gas che si espande in mezzo contenitore lasciando l'altra metà vuota
  - - - I ENUNCIATO
        
        II ENUNCIATO
        
        Per parlare di questi processi bisogna introdurre le macchine termiche
        
        MACCHINE TERMICHE
        
        macchina di CARNOT
        
        perchè si studia?
        
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        scambia calore con due sorgenti (termostati)
        
        compie un ciclo reversibile
        
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        TEOREMA di Carnot
        
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        cosa è una
        macchina termica?
        
        è un dispositivo, che tramite un ciclo termodinamico reversibile, trasforma calore (energia immagazzinata) in lavoro meccanico
        ∆U = 0
        quindi entra calore (energia) ed esce sottoforma di:
        
        lavoro
        
        calore
        
        macchina PERFETTA
        se trasforma TUTTO il calore in lavoro utile
        (NON esiste)
        
        macchina IDEALE
        
        compie un ciclo reversibile
        
        utilizza un fluido omogeneo (es. gas perfetto) di cui conosciamo eq. di stato
        
        gli scambi di calore avvengono con un n. finito di sorgenti di calore
        
        SE gli scambi sono con sist che NON siano sorgenti di calore allora la macchina NON è ideale
        
        SORGENTE di CALORE
        scambio calore ma ∆T = 0
        sist termodinamico con C >> 0 che T = cost nonostante scambi calore
        
        CICLO di macchina ideale
        T = cost
        NO scambi di calore
        
        RENDIMENTO
        
        il lavoro compiuto ddalla macchina nel ciclo rispetto all'energia spesa (calore assorbito)
        R = L/Qass (vale per tutte le macchine)
        R = 1 - T1/T2 (valida SOLO per Carnot)
        
        Lavoro in un ciclo per il I principio della termodinamica è pari a Qtot
        ∆U = 0 allora Qtot = L
        
        MACCHINE FRIGORIFERE
        
        un dispositivo che, con un ciclo termodinamico (percorso in senso antiorario), è in grado di trasferire calore da una sorgente a un corpo a T magg
        
        NON è l'unico risultato
        infatti è necessario compiere lavoro
        
        Qass dal termostato freddo=Q2
        
        Qced al termostato caldo
        
        COP = Q2/L
        ⬆️ COP = ⬆️ frigorifero
        
        enunciato di KELVIN
        "Non è possibile realizzare una trasformazione termodinamica il cui UNICO risultato sia la completa trasformazione di calore in lavoro, estratto da una sorgente di calore"
        
        UGUAGLIANZA di Clausius
        
        un numero finito di isoterme e adiabatiche può simulare un qualsiasi ciclo termodinamico (reversibile)
        
        si effettua una scomposizione in trasformazioni infinitesime
        in cui in ognuna:
        
        si scambia una quantità dQ (infinitesima)
        
        T è considerata cost
        
        per qualsiasi ciclo REVERSIBILE
        la SOMMA di tutti questi contributi fa ZERO
        
        ENTROPIA
        
        SE la trasformazione è REVERSIBILE
        
        l'entropia dipende SOLO dallo stato di equilibrio
        
        la sua ∆ dipende SOLO dalla ∆ dei 2 stati e NON dalla trasformazione
        
        ∆S tra lo stato eq. A e lo stato eq. B è:
        l'integrale di (dQ/T)
        = 0
        
        termodinamica classica
        è possibile calcolare SOLO le variazioni di entropia e NON lo specifico valore di entropia associato ad uno stato di equilibrio
        
        1 more item...
        
        definizione
        
        1 more item...
        
        valori di ∆S
        
        6 more items...
        
        LEGGE di ACCRESCIMENTO dell'entropia
        dimostra l'enunciato di Clausius
        
        3 more items...
        
        INTERPRETAZIONE STATISTICA
        
        1 more item...
        
        significato
        
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        analogo al lavoro di una forza conservativa
        
        l'uguagliuanza è valida SOLO SE tutto il ciclo è reversibile
        
        macchina di Carnot compie cicli termodinamici reversibili
        scambi di calore a T=cost
        
        risulta che l'integrale di Q/T è sempre ZERO
        SE la trasformazione è REVERSIBILE
        
        enunciato di CLAUSIUS
        "Non è possibile realizzare una trasformazione termodinamica il cui UNICO risultato sia il passaggio di calore da un corpo a temperatura più bassa a un corpo a temperatura più elevata"
        
        esempio
        frigorifero trasporta calore
        MA lo fa compiendo lavoro
        
        NON è l'unico risultato = NON avviene spontaneamente
    - - VARIABILE termodinamica di STATO/di EQUILIBRIO
        
        il valore dipende SOLO dallo stato in cui si trova il sistema e NON dalla trasformazione che ha subito
        
        Se è la differenza tra i 2 stati di equilibrio è in funzione
        esclusivamente dello stato iniziale e finale, NON dal tipo di trasformazione.
        
        es ∆U dipende SOLO da stato inziale e finale, NON dalla trasfromazione
    - - trasformazione IRREVERSIBILE
        
        AUMENTA il grado di disordine irreversibilmente
        NON può essere percorsa dal sistema in senso inverso e non è possibile riportare l’universo alle condizioni iniziali
        
        quali trasform
        sono irreversibili?
        
        quasi tutte le trasformazioni REALI sono irrev. perchè NON sono quasi-statiche
        
        tutte le trasform SPONTANEE
        
        IRREV = AUMENTO S
        ∆S ≥ 0
      - NON influenza il grado di disordine di un sistema
        
        quali trasform
        sono reversibili?
        
        una trasform quasi-statica
        SE non intervengono fenomeni dissipativi
        
        es una CURVA è una trasf reversibile in quanto ogni PUNTO è uno stato di equilibrio
        
        ∆S = 0
        somma di tutte le entropie è pari a zero
    - - "NON si può raggiungere lo 0K"
  - - - è una quantità conservativa
        = può essere trasferita ma NON distrutta
        quindi
        in un CICLO la ∆U = 0
        
        ISOTERMA
        ∆U = 0 Q = L
        
        ISOCORA
        ∆U = Q - L
        L = 0 (perchè ∆V = 0)
        quindi ∆U = Q
        
        ISOBARA
        
        GAS PERFETTO
        la sua energia interna è pari all'energia cinetica del moto disordinato delle molecole, che si traduce nella temperatura del gas
- - - - =
        
        VASOCOSTRIZIONE
        per diminuire l'afflusso di sangue ai tessuti periferici e la conseguente dispersione del calore contenuto nel sangue
        
        si ottiene modificando la tensione superficiale dei vasi
        
        BRIVIDI
        repentite contrazioni muscolari che sfruttano il consumo di ATP generare calore
    - - il corpo NON riesce ad espellere l'energia in eccesso
        
        =
        
        VASODILATAZIONE
        aumento di afflusso ai tessuti periferici al fine di aumentare lo quantità di energia ceduta all'esterno
        
        SUDORAZIONE
        nel momento in cui il liquido evapora porta
        via con sé dell’energia
- - - - avviene nei soli FLUIDI
        spostamento di materia chiamato moto convettivo
        causato da un riscaldamento del fluido NON uniforme
    - - trasmissione di calore che avviene grazie all’energia trasportata dalle onde elettromagnetiche
        l'emissione di onde è DIR PROP alla temperatura del corpo
        ⬆️ T = ⬆️ onde elettromagnetiche
      - Possiamo distinguere oggetti a temperatura diversa tramite la quantità di energia emessa
        
        TERMOGRAFIA
        le onde emessa da corpi a temperature ordinarie NON sono percepibili ad occhio nudo
        MA è possibile visualizzarli tramite apposite macchine per evidenziare stati infiammatori, metastasi tumorali, ipertermia
        si basa sulla legge di Boltzman che afferm che l'energia emessa dipende dalla quarta potenza di T
- - - - molecole identiche fra loro
        
        moto disordinato
        
        num di molecole talmente elevato da non poter descrivere il moto di ognuna
      - postulati
        
        pareti del contenitore rigide e indeformabili
        
        molecole puntiformi
        
        molecole NON interagiscono a distanza ma solo tramite URTI ELASTICI quindi possiedono solo K
        
        il gas è in equilibrio termodinamico
        
        occupano tutto il volume disponibile
        
        esiste una relazione tra K e T
- - - - è il processo di transizione di fase liquido-vapore che interessa tutta la massa di liquido e che avviene tramite la formazione di bolle di vapore di quella sostanza ad una certa temperatura che dipende dalla pressione esterna
    - - il processo avviene alla temperatura alla quale
        
        la pressione di vapore saturo ovvero la pressione interno alla bolla
        eguaglia
        
        la pressione esterna esercitata dal liquido che sta bollendo
  - - - processo casuale in cui una molecola di superficie ha per caso una K tale da permettergli di svincolarsi dalle forze di coesione e permetterle di passare allo stato aeriforme