Termodinamica
Branca della fisica che studia e descrive tramite variabili di stato le trasformazioni dei sistemi materiali termodinamici formati quindi da molte particelle
Nasce con la prima rivoluzione industriale del '700 da esigenze tecniche, non da istanze scientifiche, infatti l'industria necessitava di motori per la produzione e per il trasporto.
Il motore a vapore aveva un combustibile (carbone), una cisterna d'acqua che veniva fatta evaporare e una turbina che veniva messa in movimento che viene poi trasformato a seconda delle esigenze.
definizioni, leggi e principi
Principio 0 della termodinamica: avendo tre sistemi A,B e C, se A è in equilibrio termico con B e B è in equilibrio termico con C, allora A è in equilibrio termico con C ➡vale la proprietà transitiva.
Ciò permette di definire due sistemi come A e C non a contatto ma in equilibrio termico.
Legge dell'equilibrio termico (principio 00 della termodinamica): due corpi a contatto hanno caratteristiche che vanno mutando fino a raggiugere una situazione di stasi
➡ prendendo in considerazione un termoscopio (= un bulbo di vetro attaccato a un tubicino con dentro un liquido tipo mercurio/acqua) se quando il termoscopio è attaccato a un corpo A ha le stesse caratteristiche (nei casi ordinari la caratteristica che cambia maggiormente è il volume) di quando è attaccato con un corpo B allora A e B sono in equilibrio termico.
➡ ci si può inventare dei valori numerici legati a dei casi tipici comuni a tutti:
- temperatura di quando il ghiaccio si scioglie := 0
- temperatura di quando l'acqua bolle a pressione ambiente a livello del mare := 100
Avendo questi come estremi dividendo per 100 ci troviamo una misura chiamata °C
Definizioni
Calore (Q)= energia trasferita da un corpo a un altro a causa di una differenza di temperatura. [cal] =calore che si deve fornire a 1g di acqua distillata per aumentarne la temperatura di 1°C=4,186 joule.
Calore e lavoro sono modi equivalenti per trasferire energia da un sistema a un'altro.
Q(calore assorbito)=c(calore specifico)mΔT
zero assoluto: temperatura supposta per estrapolazione, in cui gas quasi ideali il cui volume rimane costante hanno una pressione di 0 pascal=-273°C
Capacità termica (C):= Q/ΔT
Dipende dalla massa dell'oggetto sia dal materiale.
c (calore specifico)= Q/mΔT
Dipende solo dal materiale
Termologia
Branca della fisica che studia la natura e gli effetti del calore
Il Calore può essere trasmesso per conduzione, convezione o irraggiamento.
Passaggi di stato della materia
Solido
Liquido
Aeriforme
fusione
solidificazione
vaporizzazione (evaporazione o ebollizione)
condensazione
sublimazione
brinamento