Primo Principio della termodinamica
Il calore Q è l’energia trasferita tra oggetti a causa della loro differenza di temperatura
La termodinamica è la parte della fisica che studia i processi che coinvolgono il trasferimento di calore
La variazione dell’energia interna Eint di un sistema è legata al calore Q e al lavoro L dalla relazione E=Q-L
Lo stato di un sistema è determinato da tre grandezze temperatura, volume e pressione, quando una di
esse cambia avviene una trasformazione termodinamica
L’energia interna dipende solo dallo stato del sistema e non da come il sistema ha raggiunto quello stato
Una grandezza è una funzione di stato se dipende solo dallo stato del sistema e non dal modo in cui ha
raggiunto quello stato
Il primo principio della termodinamica prevede che il lavoro eseguito sia uguale al calore complessivo
scambiato cioè L=Q
Una trasformazione è reversibile se è possibile, sia per il sistema sia per l’ambiente circostante, tornare
esattamente nello stesso stato in cui si trovavano prima che la trasformazione iniziasse.
Si ha una trasformazione irreversibile quando le trasformazioni avvengono tanto velocemente da creare
una turbolenza oppure che il sistema sia lontano dall’equilibrio
Quasi tutti i processi reali sono irreversibili, esistono trasformazioni che si possono approssimare a
reversibili.
Trasformazione isobara cioè a pressione costante
In generale, se la pressione p del gas è costante e il volume varia di una quantità V, il lavoro compiuto dal
gas è: L=pΔVV
Il diagramma p-V utilizzato per la rappresentazione delle trasformazioni termodinamiche è detto piano di
Clapeyron
Il lavoro eseguito da un gas è uguale all’area sottesa dalla curva che rappresenta la trasformazione in un
diagramma p-V
Il lavoro eseguito da un gas durante un’espansione è positivo, quello di una compressione è negativo
Se una sostanza è riscaldata o raffreddata mentre si trova esposta all’atmosfera, la trasformazione avviene
a pressione costante.
In una trasformazione isobara fornendo la quantità di calore Qp a una massa m di gas, la temperatura del
gas aumenta di T, secondo la relazione Qp= mcpΔVT dove cp è il calore specifico del gas a pressione
costante
Calore specifico molare di un gas ideale monoatomico a pressione costante, Cp=5/2R
Trasformazione isocora cioè a volume costante e quindi non sarà possibile svolgere lavoro L=0 quindi
Eint=Q
In una trasformazione isocora fornendo la quantità Qv a n moli di gas, la temperatura aumenta di T,
secondo la relazione Qv=nCvΔVT dove Cv è il calore specifico molare del gas a volume costante Cv=Qv/nΔVT
Calore specifico molare di un gas ideale monoatomico a volume costante, Cv=3/2R
