Termodinamica(2) Fabrizio Margaroli
|
|
|
- Mario Di Mauro
- 6 anni fa
- Visualizzazioni
Transcript
1 Termodinamica(2) Fabrizio Margaroli 1
2 Termodinamica Calore Lavoro in termodinamica Lavoro in trasformazioni varie Trasformazioni adiabatiche Definizione calore Primo principio 2
3 Calore Il calore Q e un modo per scambiare l energia interna del sistema. Lo scambio di calore porta ad una variazione di temperatura. Dal punto di vista microscopico, si tratta di scambio di energia cinetica tra sostanza diverse tramite innumerevoli urti. Unita di misura: Joule. Unita alternativa: cal (1 caloria e calore necessario per passare da 14.5C a 15.5C un grammo di acqua) 1cal=4.186 J 1Kcal = 103 cal = 1Cal =4.186kJ Un maschio (femmina) adulto ha bisogno di circa 3000Cal (2000Cal) al giorno. Si calcoli quante scale dovete fare per bruciare 400Cal (una bomba alla crema) (si tenga conto che il corpo umano ha un efficienza di circa il 20% nel metabolizzare cibo) 3
4 Calore specifico per solidi/liquidi Si trova che esiste una relazione semplice tra il calore scambiato Q con un solido(liquido), la variazione di temperatura, e la massa del solido che scambia calore: Q = C T dove C e la capacita termica, c e il calore specifico della sostanza. Per metalli e circa costante con la temperatura, e pari a 25 cal/(kg C). Il calore e positivo se il corpo si scalda ( negativo altrimenti T>0 ) e Sorgente termica Questo e il motivo per cui si usa il mercurio per i termometri E questo perche si usa l acqua per riscaldare 4
5 Dimensioni 5
6 Il calorimetro Il calorimetro è formato da un recipiente con pareti adiabatiche, cioè che non consentono scambi di calore con l esterno. A=agitatotore T=termometro 6
7 Calore per gas Lo stesso avviene per i gas. Conviene pero usare il calore specifico molare Q = c m n T c pero e diverso a seconda del tipo di trasformazione: A pressione costante c p = A volume costante c V = Q n T Q n T In generale, c e un calore specifico per ciascun tipo di trasformazione 7
8 Transizioni di fase Durante un cambiamento di stato coesistono le due fasi e la temperatura rimane costante Si scambia sempre calore, ma ovviamente qui non e possibile definire il calore scambiato attraverso la temperatura. Si introduce dunque il calore latente, pari al calore necessario per far cambiare di stato 1 unita di massa. Il segno va messo a mano Q = m Calore latente solidificazione (ebollizione) = calore latente fusione (liquefazione). 8
9 Transizioni di fase Grafico di T vs Q per m=1kg di acqua. Quanto calore serve per portarlo da -40C a +120C? Risposta: circa una bomba alla crema (~500Kcal) 9
10 Il lavoro in termodinamica Abbiamo introdotto il concetto di lavoro in meccanica: in presenza di una forza F e spostamento ds Se la forza esterna preme contro il pistone di un contenitore di gas Generated by CamScanner from intsig.com Ora, se la trasformazione e reversibile, in ogni istante P int = P ext, e F int =F ext, dunque *i segni dipendono dalla direzione delle forze! 10
11 Lavoro: rappresentazone grafica Generated by CamScanner from intsig.com E particolarmente conveniente utilizzare il piano di Clapeyron per visualizzare il lavoro: integrale = aree soggiacente la curva. Segno: se V aumenta, lavoro positivo, altrimenti il contrario Trasformazione ciclica A-B K dove A=K lavoro = somma singole trasformazioni In generale, il lavoro in una trasformazione ciclica non e zero Generated by CamScanner from intsig.com 11
12 Lavoro in alcuni casi particolari Trasformazione isocora Trasformazione isoterma Trasformazione isobara reversibile Trasformazione irreversibile Qui pressione interna non e nota. Ma se il pistone ha massa zero, allora Fext+Fint=ma=0 Dunque Fext=-Fint e se Fext e nota allora il lavoro e 12
13 Esperienza di Joule Nello svolgersi il filo mette in moto le palette Filo inestensibil e e di massa trascurabile Il termometro misura una differenza di temperatura! Massa m soggetta alla gravita Scala graduata per misurare Alternativamente, posso levare il termometro, poggiare il mulinello su un calorimetro a ghiaccio, e tornare nelle stesso condizioni iniziali misurando il calore Q. 13
14 Calore e Lavoro Convenzione sui segni: Lavoro positivo quando compiuto dal sistema verso l esterno Calore positivo quando e assorbito dal sistema Nel caso del mulinello di Joule, abbiamo compiuto una trasformazione ciclica, e L=Q. Si osserva che cio e vero per qualunque trasformazione ciclica. Scritto alternativamente: L-Q=0. Prendiamo una trasformazione ciclica. Generated by CamScanner from intsig.com 14 (Q-L)1 +(Q-L)2=0 (Q-L)2 +(Q-L)3=0 (Q-L)1 - (Q-L)3=0 oppure (Q-L)1 = (Q-L)3 La quantita Q-L non dipende dalla particolare trasformazione eseguita, ma solo dalle condizioni iniziali e finali (A,B). In analogia alle forze conservative in meccanica, possiamo dunque introdurre una funzione di stato UB-UA=DeltaUAB=(Q-L)AB
15 Primo principio termodinamica In una qualsiasi trasformazione termodinamica, la differenza tra calore e lavoro scambiati da un sistema e pari alla variazione della sua energia interna Q-L=DeltaU Calore e lavoro sono energie di scambio. L energia in un sistema termodinamico e l energia interna che puo trasformarsi nell uno, nell altro, o in una combinazione di entrambi Dal fatto che l energia interna e una funzione di stato (dipende solo dalle condizioni iniziali e finali) ne consegue che la variazione di energia interna in qualunque ciclo e esattamente zero PS in meccanica era L = - DeltaU -> -L=DeltaU 15
16 Espansione libera gas perfetto Recipiente con pareti rigide (DeltaV=0) ed adiabatiche (DeltaQ=0), dove un gas perfetto (PV=nRT) si trova inizialmente in A, separato da contenitore identico (B) da un rubinetto inizialmente chiuso. Si apre il rubinetto. Espansione libera: non ci sono ostacoli -> non compie lavoro pareti adiabatiche -> non scambia calore Dal I principio: DeltaU=Q-L=0. L espansione libera e un processo irreversibile: pressione e temperatura variano da punto a punto prima di arrivare all equilibrio Si trova che la temperatura finale e invariata Assumiamo U(P,V,T). P e V sono cambiati, T e uguale. U non e cambiato: dunque U=U(T) 16
17 Energia interna e energia totale del gas gas monoatomico Teoria cinetica: energia cinetica gas monoatomico = 3/2NkBT = 3/2nRT 17
18 Relazione tra calori specifici Avevamo trovato che la variazione di calore e proporzionale alla temperatura, attraverso il calore specifico. Abbiamo visto che il calore specifico dipende dalla particolare transizione Se volume costante, allora Delta L = 0 e DeltaQ = DeltaU Da cui cv= 3/2 R gas monoatomico 5/2 R gas biatomico 3 R gas poliatomico Se pressione costante, in generale Delta L NOT zero Esiste una relazione tra i due calori specifici? 18
19 Relazione di Mayer Generated by CamScanner from intsig.com Avevamo trovato che la variazione di calore e proporzionale alla temperatura, attraverso il calore specifico. Abbiamo visto che il calore specifico dipende dalla particolare transizione. Vediamo se esiste una relazione generale: prendiamo una trasformazione ciclica come quella che segue: Lavoro ciclo: L= (PB-PA) (VD-VA) = PBVD - PAVD - PBVA + PAVA PBVD=PCVC=nRTC PAVD=PDVD=nRTD PBVA=PBVB=nRTB PAVA=nRTA Sostituendo L= PBVD - PAVD - PBVA + PAVA = nr(tc - TD - TB + TA) Calore scambiato nel ciclo Q = QAB + QBC + QCD + QDA = ncv(tb-ta) + ncp(tc-tb) + ncv(td-tc) + ncp(ta-td) =ncv(tb-ta+td-tc) + ncp(tc - TD - TB + TA) = n(cp-cv)(tc - TD - TB + TA) Infine, sappiamo che in un ciclo L=Q dunque L = nr(tc - TD - TB + TA) = Q = n(cp-cv)(tc - TD - TB + TA) R = cp - cv Relazione di Mayer
20 Relazione di Mayer Avevamo trovato che la variazione di calore e proporzionale alla temperatura, attraverso il calore specifico. Abbiamo visto che il calore specifico dipende dalla particolare transizione. Vediamo se esiste una relazione generale: prendiamo una trasformazione ciclica come quella che segue: Generated by CamScanner from intsig.com Calore scambiato nel ciclo Q = QAB + QBC + QCD + QDA = ncv(tb-ta) + ncp(tc-tb) + ncv(td-tc) + ncp(ta-td) =ncv(tb-ta+td-tc) + ncp(tc - TD - TB + TA) = n(cp-cv)(tc - TD - TB + TA) Infine, sappiamo che in un ciclo L=Q dunque L = nr(tc - TD - TB + TA) = Q = n(cvcp)(tc - TD - TB + TA) R = cp - cv Relazione di Mayer Tipo gas cv cp monoatomico 3/2R 5/2R biatomico 5/2R 7/2R poliatomico 3R 4R
21 Energia interna e temperatura Generated by CamScanner from intsig.com Utilizziamo ora la relazione di Mayer e il primo principio della termodinamica per capire come e fatta l energia interna. Prendiamo la trasformazione reversibile qui sotto UB-UA=QACB-LACB calcoliamo il calore scambiato QACB=QAC+QCB= = ncv(tc-ta)+ncp(tb-tc) = = ncv(tc-ta)+n(cv+r)(tb-tc)= = ncv(tc-ta+tb-tc) + nr(tb-tc) = = ncv(tb-ta) + nr(tb-tc) Calcoliamo ora il lavoro LACB LAC=0 LCB=PB(VB-VC)=PBVB-PCVC=nR(TB-TC) Energia interna UB-UA=QACB-LACB=ncV(TB-TA)-nR(TB-TC)-nR(TB-TC)=ncV(TB-TA) 21 Conferma della supposizione che avevamo fatto con l espansione libera
22 Trasformazione adiabatica 22
23 23
Compito di Fisica Generale I mod. B, Corsi di Laurea in Fisica e in Astronomia, AA 2010/11. Cognome... Nome... Matricola n...
22.06.2011 Compito di Fisica Generale I mod. B, Corsi di Laurea in Fisica e in Astronomia, AA 2010/11 Cognome... Nome... Matricola n... Esercizio 1. Si abbia un recipiente a pareti adiabatiche contenente
PRIMI ELEMENTI DI TERMODINAMICA. La termodinamica studia le leggi con cui i sistemi scambiano (cedono e ricevono) energia con l ambiente.
PRIMI ELEMENTI DI TERMODINAMICA Un sistema è un insieme di corpi che possiamo immaginare avvolti da una superficie chiusa, ma permeabile alla materia e all energia. L ambiente è tutto ciò che si trova
Fisica per scienze ed ingegneria
Serway, Jewett Fisica per scienze ed ingegneria Capitolo 20 Fino a circa il 1850 su riteneva che la meccanica e la termodinamica fossero due scienze completamente distinte. La legge di conservazione dell
L equilibrio dei gas. Lo stato di equilibrio di una data massa di gas è caratterizzato da un volume, una pressione e una temperatura
Termodinamica 1. L equilibrio dei gas 2. L effetto della temperatura sui gas 3. La teoria cinetica dei gas 4. Lavoro e calore 5. Il rendimento delle macchine termiche 6. Il secondo principio della termodinamica
Esercitazione 7. Soluzione. Il sistema è isolato, quindi l energia totale si conserva. Applicando il primo principio della termodinamica si ottiene:
Esercitazione 7 Esercizio 1 Una massa m g = 20 g di ghiaccio a 0 C è contenuta in un recipiente termicamente isolato. Successivamente viene aggiunta una massa m a = 80 di acqua a 80 C. Quale sarà, all
GAS IDEALI E MACCHINE TERMICHE. G. Pugliese 1
GAS IDEALI E MACCHINE TERMICHE G. Pugliese 1 Proprietà dei gas 1. Non hanno forma né volume proprio 2. Sono facilmente comprimibili 3. Le variabili termodinamiche più appropriate a descrivere lo stato
Riepilogo di calorimetria
Riepilogo di calorimetria Applicate la conservazione dell energia: Calore assorbito = Calore ceduto Se non ci sono trasformazioni di fase: 1. Calore assorbito = massa x calore specifico x (T fin T iniz
Corso di Fisica Generale 1 (mod. B) Esercitazione Giovedì 9 giugno 2011
Corso di Fisica Generale 1 (mod. B) Esercitazione Giovedì 9 giugno 2011 Esercizio 1. Due moli di un gas ideale biatomico passano dallo stato termodinamico A, Ta = 400 K, allo stato B, Tb = 300 K, tramite
2) Primo principio della Termodinamica
2) Primo principio della Termodinamica Antefatto: conservazione dell energia dalla descrizione molecolare (secondo la meccanica classica/quantistica) del sistema materiale Energia() = energia cinetica
La costante (p 0 0 /273) la si riesprime come n R dove R è una costante universale il cui valore dipende solo dalle unità di misura usate: R8.31 Joule/(K mole) e n è il numero di moli L equazione di stato
Esercitazione 13/5/2016
Esercitazione 3/5/206 Esercizio Un anello di massa m e raggio r rotola senza strisciare su un piano orizzontale con velocità v CM costante. Ad un certo istante inizia a salire lungo un piano inclinato.
i tre stati di aggregazione
Temperatura e Calore -temperatura -calore e calore specifico -lavoro in termodinamica -trasformazioni termodinamiche -trasformazioni di stato -energia interna 1 i tre stati di aggregazione solido Ordine
Calorimetria. Principio zero Trasformazioni termodinamiche Lavoro termodinamico
Calorimetria Principio zero Trasformazioni termodinamiche Lavoro termodinamico Stato di un sistema In Meccanica: lo stato di una particella è definito quando per ogni istante siano note, la posizione (x,
CONVENZIONE SUI SEGNI
CONVENZIONE SUI SEGNI Si stabilisce una convenzione sui segni sia per gli scambi di calore che per il lavoro che il sistema compie o subisce L>0: LAVORO COMPIUTO DAL SISTEMA Q>0: CALORE ASSORBITO SISTEMA
Calore, lavoro e trasformazioni termodinamiche (1)
Calore, lavoro e trasformazioni termodinamiche (1) Attraverso scambi di calore un sistema scambia energia con l ambiente. Tuttavia si scambia energia anche quando le forze (esterne e interne al sistema)
Corso di Meccanica, Macchine e Impianti Termici CAPITOLO 5 TERMODINAMICA
Anno Scolastico 2009/2010 Corso di Meccanica, Macchine e Impianti Termici CAPITOLO 5 TERMODINAMICA Prof. Matteo Intermite 1 5.1 LEGGE DEI GAS I gas sono delle sostanze che in determinate condizioni di
Dalla legge dei gas perfetti si ha il rapporto tra il numero di moli dei due gas R T 1 V 2 P V 1. =n 1. RT 2 =V 2 qundi: n 1 = T 2. =n 2.
Compito intercorso Fisica II ICI 1 giugno 2006 1 Due recipienti uguali, isolati termicamente dall'ambiente esterno, sono connessi da un condotto con un rubinetto, inizialmente chiuso. Uno dei recipienti
Per un sistema isolato la somma di energia potenziale ed energia cinetica si mantiene costante.
All origine di tutto c è il teorema di conservazione dell energia totale meccanica: Per un sistema isolato la somma di energia potenziale ed energia cinetica si mantiene costante. Il teorema è tipicamente
TERMODINAMICA. Studia le trasformazioni dei sistemi in relazione agli scambi di calore e lavoro. GENERALITÀ SUI SISTEMI TERMODINAMICI
TERMODINAMICA Termodinamica: scienza che studia le proprietà e il comportamento dei sistemi, la loro evoluzione e interazione con l'ambiente esterno che li circonda. Studia le trasformazioni dei sistemi
Lezione 9 Termodinamica
Argomenti della lezione: Lezione 9 Termodinamica introduzione misura della temperatura dilatazione termica calore / capacità termica, calore specifico, calore latente calore e lavoro primo principio della
Fisica 1 Anno Accademico 2011/2012
Matteo Luca Ruggiero DISAT@Politecnico di Torino Anno Accademico 2011/2012 (4 Giugno - 8 Giugno 2012) Sintesi Abbiamo formulato il primo principio della termodinamica che regola gli scambi di calore, la
Lez 15 22/11/2016. Lezioni in didattica_fisica/did_fis1617/ E. Fiandrini Fis Sper e Appl Did 1617
Lez 15 22/11/2016 Lezioni in http://www.fisgeo.unipg.it/~fiandrin/ didattica_fisica/did_fis1617/ E. Fiandrini Fis Sper e Appl Did 1617 1 Energia interna di un gas ideale E. Fiandrini Fis. Sper. e 2 Energia
CALORE SPECIFICO E CAPACITÀ TERMICA
1 CALORE SPECIFICO E CAPACITÀ TERMICA 1. (Da Veterinaria 2004) Una scatola di polistirolo (materiale sistemico bianco, leggero, a basso coefficiente di conducibilità termica) contiene 100 g di acqua a
TERMODINAMICA Per lo studio scientifico di un problema occorre separare idealmente una regione di spazio limitata ( sistema ) da tutto ciò che la
ERMODINAMICA Per lo studio scientifico di un problema occorre separare idealmente una regione di spazio limitata ( sistema ) da tutto ciò che la circonda e può influenzarne il comportamento ( ambiente
Programma svolto a.s. 2015/2016. Materia: fisica
Programma svolto a.s. 2015/2016 Classe: 4A Docente: Daniela Fadda Materia: fisica Dettagli programma Cinematica e dinamica: moto circolare uniforme (ripasso); moto armonico (ripasso); moto parabolico (ripasso);
FISICA. Un sistema formato da un gas ideale monoatomico(= sistema) alla pressione costante di 110kPa acquista 820J di energia nella modalità calore.
Serie 5: Termodinamica V FISICA II liceo Esercizio 1 Primo principio Un cilindro contiene 4 mol di un gas(= sistema) monoatomico a temperatura iniziale di 27 C. Il gas viene compresso effettuano su di
Lezione 4: Termodinamica. Seminario didattico
Lezione 4: Termodinamica Seminario didattico Esercizio n 1 Un vaso di massa 150g in rame (calore specifico 0,0923 cal/g K) contiene 220g di acqua, entrambi alla temperatura di 20,0 C. Un cilindro di 300g
IL PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
IL PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA T R AT TO DA: I P ro b l e m i D e l l a F i s i c a - C u t n e l l, J o h n s o n, Yo u n g, S t a d l e r Z a n i c h e l l i e d i t o r e Fo n d a m e n t i
Primo principio della Termodinamica
rimo principio della ermodinamica Sistemi termodinamici Esperimento di Joule Energia interna rimo principio della ermodinamica Leggi dei gas Gas erfetto Calori specifici dei gas 1 Sistemi ermodinamici
Termodinamica. studia le modificazioni subite da un sistema a seguitodel trasferimento di energia sotto forma di calore e lavoro.
Termodinamica studia le modificazioni subite da un sistema a seguitodel trasferimento di energia sotto forma di calore e lavoro. La termodinamica parte da osservazioni sperimentali e quindi si esprime
Lezione n. 4. Lavoro e calore Misura di lavoro e calore Energia interna. 04/03/2008 Antonino Polimeno 1
Chimica Fisica - Chimica e Tecnologia Farmaceutiche Lezione n. 4 Lavoro e calore Misura di lavoro e calore Energia interna 04/03/2008 Antonino Polimeno 1 Sommario (1) - Un sistema termodinamico è una porzione
Gas ideale: velocità delle particelle e pressione (1)
Gas ideale: velocità delle particelle e pressione (1) In un gas ideale le particelle sono considerate puntiformi e risentono di forze solo durante gli urti (perfettamente elastici) con le pareti del recipiente.
L ENERGIA CINETICA DELLE MOLECOLE DI UN GAS E LA TEMPERATURA Ogni molecola ha in media un'energia cinetica
Primo principio- 1 - TERMODINAMICA ENERGIA INTERNA DI UN SISTEMA Ad ogni sistema fisico possiamo associare varie forme di energia, l energia cinetica delle molecole di cui è formato, energia potenziale,
Energia e trasformazioni spontanee
Energia e trasformazioni spontanee Durante le trasformazioni (sia chimiche che fisiche) la materia acquista o cede energia. La termodinamica è quella scienza che studia le variazioni di energia in una
Termodinamica(3) Fabrizio Margaroli
Termodinamica(3) Fabrizio Margaroli 1 Macchine termiche e frigoriferi MACCHINA TERMICA Dispositivo che assorbe calore da una sorgente calda, compie lavoro meccanico, cede calore non utilizzato ad una sorgente
Sistemi termodinamici. I sistemi aperti e chiusi possono essere adiabatici quando non è consentito lo scambio di calore
Sistemi termodinamici Sistema: regione dello spazio oggetto delle nostre indagini. Ambiente: tutto ciò che circonda un sistema. Universo: sistema + ambiente Sistema aperto: sistema che consente scambi
Il I principio della termodinamica. Calore, lavoro ed energia interna
Il I principio della termodinamica Calore, lavoro ed energia interna Riassunto Sistemi termodinamici Un sistema termodinamico è una porzione di materia descritto da funzioni di stato che ne caratterizzano
TERMOLOGIA & TERMODINAMICA I
TERMOLOGIA & TERMODINAMICA I 1 Meccanica: studia il moto dei corpi e le cause che lo genera Grandezze meccaniche: massa, velocità, accelerazione, forza, energia Struttura atomica dei gas: particelle tutte
Prova scritta di Fisica Generale I Corso di Laurea in Astronomia 23 giugno 2015
Prova scritta di Fisica Generale I Corso di Laurea in Astronomia 3 giugno 015 Problema 1 Si consideri un sistema costituito da un cilindro omogeneo di raggio R 1 = 10 cm e altezza h = 0 cm, inserito all
Fisica. Architettura (corso magistrale a ciclo unico quinquennale) Prof. Lanzalone Gaetano. Lezione 6 maggio 2013
Fisica Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Lezione 6 maggio 2013 Architettura (corso magistrale a ciclo unico quinquennale) Prof. Lanzalone Gaetano Macchine Termiche Le macchine
Opera rilasciata sotto licenza CC BY-NC-SA 3.0 Italia da Studio Bells (www.studiobells.it)
Esercizio Argomenti: gas perfetti, trasformazioni adiabatiche, primo principio. Livello: scuola superiore. Un gas perfetto monoatomico si trova in un contenitore chiuso da un pistone mobile. Inizialmente
2) Qual' e la massa di 10 litri di azoto alla pressione di 4 atmosfere ed alla temperatura di 30 C? (P.M.=28 g/mole). (R = J/moleK; ) Risp : 45g
Aria : Miscuglio di gas costituito da azoto (75,45% in peso), e ossigeno (23,14% in peso), con una piccola percentuale di gas nobili, anidride carbonica e vapor acqueo. La composizione dell'aria non è
Calore e lavoro. 1 caloria = quantità di calore che bisogna cedere a 1 g di acqua per far passare la sua temperatura da 14.5 a 15.
Calore e lavoro Nel 1700 si pensava al calore come qualcosa contenuto in un corpo, il calorico, che si trasmetteva da un corpo ad un altro. Sistema A T 1 Sistema B T 2 Parete conduttrice T 1 > T 2 Definizione
Sistema termodinamico: porzione di universo separata da tutto il resto del mondo. Ambiente esterno confini del sistema
Termodinamica: concetti di base Sistema termodinamico: porzione di universo separata da tutto il resto del mondo Ambiente esterno confini del sistema sistema Stato del sistema: definito dal valore delle
Temperatura e calore. Principi della termodinamica Temperatura Calore Gas ideali
Temperatura e calore Principi della termodinamica Temperatura Calore Gas ideali Termodinamica Termodinamica branca della fisica che descrive le trasformazioni subite da un sistema in seguito a processi
il ciclo di Ericsson (1853) caratterizzato da due isoterme e due isobare; il ciclo di Reitlinger (1873) con due isoterme e due politropiche.
16 Il ciclo di Stirling Il coefficiente di effetto utile per il ciclo frigorifero di Carnot è, in base alla (2.9): T min ɛ =. (2.31) T max T min Il ciclo di Carnot è il ciclo termodinamico che dà il maggior
Lezione 5: Termodinamica. Seminario didattico
Lezione 5: Termodinamica Seminario didattico Esercizio n 1 Ad una mole di gas monoatomico viene fatto percorrere il ciclo mostrato in figura il processo bc è una espansione adiabatica; p B =1.03 bar, V
Capitolo 1 Misure e grandezze
Capitolo 1 Misure e grandezze 1. Il Sistema Internazionale di Unità di misura 2. Grandezze estensive e grandezze intensive 3. Energia, lavoro e calore 4. Temperatura e calore 5. Misure precise e misure
Principi della Termodinamica
Principi della Termodinamica Dr. Daniele Toffoli Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche, UniTS Dr. Daniele Toffoli (DSCF, UniTS) Intro 1 / 20 Introduzione 1 Introduzione 2 Sistemi termodinamici
Entalpia. L'entalpia è una funzione di stato ed è una grandezza estensiva. dh=du+pdv+vdp --> du+pdv = dh - Vdp
Entalpia Si definisce entalpia la grandezza H ( 1 H = U + pv L'entalpia è una funzione di stato ed è una grandezza estensiva. Differenziando la (1) si ha dh=du+pdv+vdp --> du+pdv = dh - Vdp In una generica
PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA SISTEMA
SISTEMA In termodinamica si intende per sistema una qualsiasi porzione della realtà fisica che viene posta come oggetto di studio Possono essere sistemi: una cellula il cilindro di un motore una cella
Un problema di grande interesse è la possibilità di prevedere se due o più sostanze poste a contatto sono in grado di reagire.
Un problema di grande interesse è la possibilità di prevedere se due o più sostanze poste a contatto sono in grado di reagire. Molte reazioni procedono in modo incompleto; è importante quindi determinare
Bilancio di energia: il Primo Principio della Termodinamica. Termodinamica dell Ingegneria Chimica
Bilancio di energia: il Primo Principio della Termodinamica Termodinamica dell Ingegneria Chimica 1 I Sistemi termodinamici Un sistema è definito da una superficie di controllo, reale o immaginaria, che
TERMOLOGIA & TERMODINAMICA III
TERMOLOGIA & TERMODINAMICA III 1 I GAS PERFETTI gas perfetto microscopicamente Le interazioni fra le molecole costituenti sono trascurabili. Le grandezze macroscopiche che possono rappresentare lo stato
Il principio di equivalenza
1 Il principio di equivalenza Un S.T. di energia interna U può interagire con l ambiente esterno (.E. ) secondo modalità diverse. d esempio : Il S.T. compie un lavoro L ( L > 0 ) sull.e., e riceve d all.e.
CALORIMETRIA E TERMODINAMICA. G. Roberti
CALORIMETRIA E TERMODINAMICA G. Roberti 422. A due corpi, alla stessa temperatura, viene fornita la stessa quantità di calore. Al termine del riscaldamento i due corpi avranno ancora pari temperatura se:
Macchine termiche e frigoriferi
Macchine termiche e frigoriferi Una macchina termica grazie ad una sequenza di trasformazioni termodinamiche di una data sostanza, produce lavoro utilizzabile. Una macchina lavora su di un ciclo di trasformazioni
SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA I DUE ENUNCIATI DEL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA I DUE ENUNCIATI DEL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Enunciato di Clausius: È impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia quello di fare
Trasformazioni termodinamiche
Trasformazioni termodinamiche Evoluzione di un sistema termodinamico -> trasformazione termodinamica Trasformazione quasi statica : stati successivi assunti dal sistema sono stati di equilibrio (parametri
Lezione 13: Calore e sua propagazione. Elementi di Fisica AA 2011/2012 Doc Claudia R. Calidonna
Lezione 13: Calore e sua propagazione 1 Energia Interna L'energia interna di un sistema è la somma totale di tutta l'energia delle molecole presenti nel sistema. Include: Energia cinetica traslazionale
Il calcolo vettoriale: ripasso della somma e delle differenza tra vettori; prodotto scalare; prodotto vettoriale.
Anno scolastico: 2012-2013 Docente: Paola Carcano FISICA 2D Il calcolo vettoriale: ripasso della somma e delle differenza tra vettori; prodotto scalare; prodotto vettoriale. Le forze: le interazioni fondamentali;
Preparazione alle gare di II livello delle Olimpiadi della Fisica
Preparazione alle gare di II livello delle Olimpiadi della Fisica Incontro su temi di termodinamica Giuseppina Rinaudo - Dipartimento di Fisica dell Università di Torino Sommario dei quesiti e problemi
1 TEMPERATURA E CALORE
1 TEMPERATURA E CALORE Introduzione al Problema 2 PROBLEMA: studiare un sistema composto da un numero molto grande di particelle (atomi o molecole), come ad esempio le particelle contenute in una mole
Fisica per Medicina. Lezione 9 - Termodinamica. Dr. Cristiano Fontana
Fisica per Medicina Lezione 9 - Termodinamica Dr. Cristiano Fontana Dipartimento di Fisica ed Astronomia Galileo Galilei Università degli Studi di Padova 17 novembre 2016 Grandezze in gioco Trasporto di
Dipartimento di Fisica anno accademico 2015/16 Registro lezioni del docente RUI RINALDO
Dipartimento di Fisica anno accademico 2015/16 Registro lezioni del docente RUI RINALDO Attività didattica TERMODINAMICA E FLUIDODINAMICA [172SM] Periodo di svolgimento: Secondo Semestre Docente titolare
Figura 1 Trasformazione proibita dal Secondo Principio
ENUNCIATO DEL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Si dice sorgente di calore o serbatoio di calore alla temperatura θ un corpo che si trovi uniformemente alla temperatura θ e sia in condizioni di scambiare
Capacità termica e calore specifico
Calori specifici Capacità termica e calore specifico Il calore si trasferisce da un corpo ad un altro fintanto che i corpi sono a temperature differenti. Potremo scrivere quindi: Q = C ΔT = C (T f T i
TERMODINAMICA Introduzione Sistema, ambiente, universo e trasformazioni Variabili termodinamiche Principio 0, termometro e temperatura
TERMODINAMICA Introduzione In meccanica abbiamo spesso parlato di energie e forze dissipative senza però riuscire a dare una spiegazione effettiva della loro esistenza; grazie alla termodinamica invece
Introduzione alla Chimica. Paolo Mazza
Introduzione alla Chimica Paolo Mazza 2 aprile 2013 Indice 1 Introduzione 2 2 Le teorie della materia 4 2.1 Teoria atomica.................................... 4 2.2 Teoria cinetica.....................................
Video introduzione Equilibrio termico Definizione di temperatura Esperimento di Joule. Primo principio della Termodinamica. Trasmissione del calore
Primo principio della Termodinamica Video introduzione Equilibrio termico Definizione di temperatura Esperimento di Joule Primo principio della Termodinamica Trasmissione del calore Antonio Pierro @antonio_pierro_
PROVA SCRITTA DI FISICA I - LT INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA DEL 10/07/2017
PROVA SCRITTA DI FISICA I - LT INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA DEL 10/07/2017 Esercizio n. 1 Una pallina di massa m=700 g e di dimensioni trascurabili viene fatta cadere da ferma da una altezza H=5R
Secondo principio della termodinamica: perché????
Secondo principio della termodinamica: perché???? Primo principio: bilancio degli scambi energetici con l ambiente, ma non dà nessuna spiegazione del fatto che in natura alcune trasformazioni procedono
Termodinamica: Temperatura e Calore. Temperatura e Calore 1
Termodinamica: Temperatura e Calore Temperatura e Calore 1 Ricordiamo che: A. Pastore Fisica con Elementi di Matematica (O-Z) - 2 Farmacia - A.A. 2015-2016 Introduzione al Problema PROBLEMA: studiare un
Stati della materia. Esempio. Fusione e solidificazione. Esempio. Stati di aggregazione della materia
Stati della materia STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA E GAS PERFETTI Cosa sono gli stati della materia? Gli stati della materia sono come si presenta la materia nell universo fisico e dipendono dalla
Corso di Fisica Tecnica Ambientale. Introduzione alla Termodinamica: terminologia
Introduzione alla Termodinamica: terminologia Termodinamica La Termodinamica è la scienza che studia le modificazioni subite da un sistema in conseguenza del trasferimento di energia principalmente sotto
UNIVERSITÀ DI CATANIA - FACOLTÀ DI INGEGNERIA D.M.F.C.I. C.L. INGEGNERIA ELETTRONICA (A-Z) A.A. 2008/2009
COMPITO DI FISICA SPERIMENTALE I DEL 05/12/2008 1. Un proiettile di massa M=10 kg, nel vertice della sua traiettoria parabolica esplode in due frammenti di massa m 1 e m 2 che vengono proiettati nella
SECONDO PRINCIPIO TERMODINAMICA Problemi di Fisica secondo principio termodinamica
SEONO PRINIPIO ERMOINMI Problemi di Fisica secondo principio termodinamica SEONO PRINIPIO ERMOINMI PROEM alcolare il rendimento di una macchina di arnot che lavora fra la temperatura di ebollizione dell'acqua
Lezione 10. Cenni di Termodinamica. Temperatura e calore Definizione e misura della temperatura Calore Principi della Termodinamica
Lezione 10 Cenni di Termodinamica Temperatura e calore Definizione e misura della temperatura Calore Principi della Termodinamica Trasporto del calore Fisica Generale per Architettura - G. Cantatore 1
approfondimento Fasi e cambiamenti di fase
approfondimento Fasi e cambiamenti di fase Gas ideali e gas reali Teoria cinetica dei gas e conseguenze Cambiamenti di fase e conservazione della energia Gas ideali e gas reali In un gas ideale: l interazione
Termodinamica: Temperatura e Calore. 05/12/2014 Temperatura e Calore 1
Termodinamica: Temperatura e Calore 05/12/2014 Temperatura e Calore 1 Ricordiamo che: A. Pastore Fisica con Elementi di Matematica (O-Z) - 2 Farmacia - A.A. 2014-2015 Introduzione al Problema PROBLEMA:
FISICA CLASSE 4ASU. CAPITOLO 10 Legge di conservazione della : se su un sistema non agiscono forze, la quantità di moto totale del sistema
FISICA CLASSE 4ASU CAPITOLO 10 Legge di conservazione della : se su un sistema non agiscono forze, la quantità di moto totale del sistema.... Un urto si dice se in esso si conserva l energia totale dei
Scritti di Termodinamica dt + R dt T. = cp. = 1.4 = gas biatomico = 78.0 K
Scritti di Termodinamica 2002 2016 (02/07/18) Una mole di gas ideale passa dallo stato A allo stato B con una trasformazione isobara in cui: H = 2269.72 J, U = 1621.23 J, S = 6.931 J/K Determinare i valori
Termodinamica: - cenni sui gas perfetti - macchine termiche - secondo principio. 18/12/2013 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Termodinamica: - cenni sui gas perfetti - macchine termiche - secondo principio 1 Definizione di Gas Perfetto Un gas perfetto è un gas ideale il cui comportamento approssima quello dei gas reali a densità
b) Essendo p A V A = p C V C ne risulta T C = T A = 300 K.
2.00 moli di un gas perfetto di volume V 1 = 3.50 m 3 e T 1 = 300 K possono espandersi fino a V 2 = 7.00 m 3 e T 2 = 300 K. Il processo è compiuto isotermicamente. Determinare: a) Il lavoro fatto dal gas;
Temi di termodinamica
Temi di termodinamica Prova scritta del 12/04/1995 Una mole di gas perfetto monoatomico alla temperatura T A =243 K e pressione p A = 2 atm, esegue un ciclo reversibile costituito dalle seguenti trasformazioni:
Energia e Sviluppo Sostenibile
Termodinamica Applicata: Introduzione A. Servida - servida@unige.it Introduzione alla Termodinamica (1) La meccanica analizza solo una parte del principio di conservazione dell'energia: la conservazione
Trasformazioni reversibili e irreversibili:
rasformazioni reversibili e irreversibili: Esempi di trasformazioni irreversibili: - un gas compresso si espande spontaneamente in uno spazio vuoto - la neve fonde al sole - un farmaco si scioglie nel
TERMODINAMICA. Il sistema è il corpo o l insieme dei corpi sotto esame.
TERMODINAMICA SISTEMI TERMODINAMICI Il sistema è il corpo o l insieme dei corpi sotto esame. L ambiente esterno è l insieme di tutti i corpi che possono interagire con il sistema. Tipi di sistemi termodinamici
Dato che i tre corpi non scambiano calore con l ambiente esterno, allora la somma algebrica dei calori scambiati deve essere uguale a zero: + Q 3
isica (.. 004/005) Esercizi ermodinamica ( a parte) ) re corpi di capacità termica,,, che si trovano alle temperature,,, vengono posti a contatto. Nell ipotesi che i tre corpi non scambino calore con l
COMPITO A. 4) Primo principio della termodinamica per sistemi chiusi ed aperti. 5)Teoremi di Carnot: enunciati ed esempi
COMPITO A 1)In un vaso di alluminio, di massa m1, è contenuta la massa m2 di acqua di cui non si conosce la temperatura. Nell acqua si immerge un pezzo di rame di massa m3, riscaldato a t1 C e con ciò
CorsI di Laurea in Ingegneria Aereospaziale-Meccanica-Energetica. FONDAMENTI DI CHIMICA Docente: Cristian Gambarotti. Esercitazione del 03/11/2010
CorsI di aurea in Ingegneria Aereospaziale-Meccanica-Energetica FONDAMENTI DI CIMICA Docente: Cristian Gambarotti Esercitazione del // Argomenti della lezione avoro, Calore, Energia Interna, Entalpia relativi
La misura della temperatura
Calore e temperatura 1. La misura della temperatura 2. La dilatazione termica 3. La legge fondamentale della termologia 4. Il calore latente 5. La propagazione del calore La misura della temperatura La
Calcolo del calore di fusione del ghiaccio
Battistella Francesco 18/11/2011 Laboratorio di Fisica del Liceo Scientifico L. da Vinci Calcolo del calore di fusione del ghiaccio Materiale utilizzato: Calorimetro, termometro a mercurio, acqua, ghiaccio,
Lezione Termodinamica
Lezione Termodinamica 1 Sistemi termodinamici La termodinamica si occupa delle interazioni tra corpi macroscopici che comprendono sia scambi di energia meccanica sia scambi di calore (energia termica),
Fisica Main Training Lorenzo Manganaro
Fisica Main Training 2016-2017 Lorenzo Manganaro 1. Temperatura e dilatazione termica 2. Calorimetria 3. Scambio di calore 30 25 20 Veterinaria Ottica e Optometria Odontoiatria Medicina 15 10 5 0 Vettori
TERMOLOGIA & TERMODINAMICA
TERMOLOGIA & TERMODINAMICA TERMOLOGIA & TERMODINAMICA TERMOLOGIA TERMOLOGIA Il calore TERMOLOGIA Il calore La temperatura TERMOLOGIA Il calore La temperatura Teoria cinetica dei gas ideali TERMOLOGIA Il
V=kT e P=jT, dove k e j sono costanti a temperatura costante(isoterma):p*v=costante ( legge di Boyle) Per dei gas perfetti che obbediscono alle leggi
La Termodinamica La temperatura è una grandezza fisica che misura lo stato termico di un corpo ed è misurata con un termometro ed esistono varie scale di misura: scala kelvin, Celsius, Rèaumur, Farenheit.
Calore e Temperatura
Calore 1 Calore e Temperatura La Temperatura riflette il movimento casuale delle particelle, ed è quindi correlata all energia cinetica delle molecole Il Calore coinvolge un trasferimento di energia tra
PASSAGGI DI STATO. sublimazione fusione ebollizione. solidificazione. condensazione. brinamento. Calore processi fisici endotermici ( H>0).
PASSAGGI DI STATO Calore processi fisici endotermici (H>0). sublimazione fusione ebollizione S solidificazione L condensazione V brinamento Scrittura in formule: - H 2 O (s) H 2 O (l) fusione - H 2 O (l)
Capitolo 1 Misure e grandezze
Capitolo 1 Misure e grandezze 1. Il Sistema Internazionale di Unità di misura 2. Grandezze estensive e grandezze intensive 3. Energia, lavoro e calore 4. Temperatura e calore 5. Misure precise e misure