Utente:Samuele2002/archivi/Sottopagina delle sandbox del Progetto Aiuto/Anteprima


  Tour guidato

Ecco l'anteprima della pagina che abbiamo modificato. Non ci sono altri problemi o errori, quindi possiamo procedere a salvare la pagina.

Non avere paura di fare modifiche: quando vedi che c'è qualcosa che sai che è sbagliato, o vuoi aggiungere qualcosa che ritieni importante con riferimento ad un determinato argomento, modifica. Non ti preoccupare di sbagliare: gli errori si possono correggere facilmente, e anche il testo che viene cancellato può essere recuperato altrettanto facilmente.

Per salvare le modifiche fatte, e per renderle effettive su Wikiversità devi cliccare sul pulsante Salva la pagina in fondo.


Strumenti personali
  • Accesso non effettuato
  •      


    Pagina principale
    Ultime modifiche
    Una risorsa a caso
    Aiuto


    Comunità
    Portale comunità
    Bar
    Bollettino d'Ateneo
    Donazioni
    Contatti


    Strumenti
    Puntano qui
    Modifiche correlate
    Carica un file
    Carica su Commons
    Pagine speciali

    Modifica di  Primo principio della Termodinamica



    Non hai eseguito il login. Salvando il tuo indirizzo IP sarà registrato nella cronologia di questa voce.

    Anteprima

    Questa è solo un'anteprima; le modifiche alla pagina NON sono ancora state salvate!




    Facoltà di ScienzeMFN - Materia: fisica classica
    Facoltà di ScienzeMFN
    clicca qui per tornare all'indice delle lezioni



    Il primo principio della termodinamica (anche detto, per estensione, Legge di conservazione dell'energia) è un assunto fondamentale da cui si diparte gran parte della teoria della termodinamica.

    Il cardine del primo principio, nonché dell'intera termodinamica, è l'equivalenza di calore e Lavoro. Tale equivalenza fu dimostrata da Joule attraverso il noto esperimento nel quale trasferiva energia meccanica al sistema lasciando cadere un peso accoppiato meccanicamente ad un'elica, immersa in un liquido contenuto in un recipiente adiabatico, per mezzo di una corda. Risultato dell'esperienza fu l'aumento della temperatura del liquido.

    Bilancio Energetico

    Per poter definire il primo principio, in termini di bilancio energetico, c'è bisogno di due postulati essenziali:

    • L'energia non si genera. ()
    • L'energia non si distrugge. ()

    Quanto postulato, determina che:

    • Per un sistema isolato (ovvero senza flussi di energia che vengono dall'esterno) l'energia è costante.

    L'universo è considerato un sistema isolato.

    È utile definire, istante per istante, attraverso quali modalità è possibile scambiare energia con il sistema considerato, a tal proposito parleremo di:

    • Flusso convettivo: Se il tipo di scambio energetico è dovuto alla variazione della massa del sistema considerato a cui è associata un'energia (ad esempio se spingo 1 kg di acqua ad una certa velocità "w" in una caldaia, questa massa avrà un'w:energia cinetica, oppure se la lascio cadere del fluido da una certa altezza ci sarà un contributo di energia potenziale).
    • Calore: Se la causa della variazione di energia del sistema dipenda da una variazione di temperatura. Chiameremo tale scambio energetico "Potenza Termica" (energia termica fornita al sistema nell'unità di tempo) indicandola con . L'unità di misura nel SI è, in questo caso, il Watt (W).
    • Lavoro: Se la causa della variazione energetica è diversa da tutte quelle sopra evidenziate. Chiameremo tale scambio energetico "Potenza Meccanica" e la indicheremo con . Anche in questo caso l'unità di misura è il Watt (W).

    Premesso ciò, possiamo dire che per un volume interessato da più contributi per ogni tipologia di scambio energetico, il bilancio di energia si può scrivere come:

    Dove rappresenta la variazione totale dell'energia all'interno del sistema, i termini e rappresentano i flussi di calore e lavoro totali (entranti ed uscenti dal sistema) mentre gli altri due addendi rappresentano masse che entrano ed escono dal sistema apportando o asportando energia sottoforma di cinetica (), potenziale () ed interna specifica per ogni massa ().

    Formulazione per un Sistema Chiuso

    Per un sistema chiuso, ovvero che non può scambiare nessuna massa con l'esterno, gli ultimi due addendi ovviamente sono nulli, per cui la relazione sarà:

    Facendo riferimento all'energia per una trasformazione completa, e non alla potenza, e considerando come energia interna del volume considerato () il bilancio energetico si può scrivere come:

    Il primo principio può essere scritto in forma differenziale:

    Dove d è un differenziale esatto mentre, dato che le variazioni infinitesime di calore e lavoro esprimono differenziali non esatti, le indicheremo con il simbolo δ. Q ed L, infatti, non sono funzioni di stato, in quanto dipendenti dal particolare percorso compiuto nel corso della trasformazione.

    La prima legge della termodinamica definisce l'energia interna come funzione di stato, ovvero una caratteristica termodinamica atta ad identificare lo stato energetico del sistema in esame. Più semplicemente, assegnate le coordinate termodinamiche di pressione, massa e temperatura per il sistema in esame, il valore di U è univocamente determinato a prescindere dal processo con cui si è raggiunto tale stato: U rappresenta quindi una funzione di stato.

    • Esempio: Si consideri 1 Kg di Azoto () 100 °C ed 2 atm (373,16 K e 202650 Pa) che vogliamo portare fino a 200 °C e 6 atm fornendo sia calore (trasferimento da una sorgente più calda) che lavoro (compressione attraverso un pistone) al sistema. Si potrebbero individuare in questo modo infiniti valori possibili per Q ed L, e cioè tutti quelli che hanno come differenza Δ U* uguale (considerando livello energetico zero quello iniziale).

      | Avanzate Caratteri speciali Aiuto
    Il primo principio della termodinamica (anche detto, per estensione, ''Legge di conservazione dell'energia'') è un assunto fondamentale da cui si diparte gran parte della teoria della termodinamica.

    Il cardine del primo principio, nonché dell'intera termodinamica, è l'equivalenza di calore e Lavoro. Tale equivalenza fu dimostrata da Joule attraverso il noto esperimento nel quale trasferiva energia meccanica al sistema lasciando cadere un peso accoppiato meccanicamente ad un'elica, immersa in un liquido contenuto in un recipiente adiabatico, per mezzo di una corda. Risultato dell'esperienza fu l'aumento della temperatura del liquido.

    == Bilancio Energetico ==

    Per poter definire il primo principio, in termini di bilancio energetico, c'è bisogno di due postulati essenziali:

    * '''L'energia non si genera.''' (<math>\Delta E_G = 0</math>)

    * '''L'energia non si distrugge.''' (<math>\Delta E_D = 0</math>)

    Quanto postulato, determina che:

    * '''Per un sistema isolato''' (ovvero senza flussi di energia che vengono dall'esterno) '''l'energia è costante'''.

    L'universo è considerato un sistema isolato.

    È utile definire, istante per istante, attraverso quali modalità è possibile scambiare energia con il sistema considerato, a tal proposito parleremo di:

    *'''Flusso convettivo''': Se il tipo di scambio energetico è dovuto alla variazione della massa del sistema considerato a cui è associata un'energia (ad esempio se spingo 1 kg di acqua ad una certa velocità "w" in una caldaia, questa massa avrà un'[[w:energia cinetica]], oppure se la lascio cadere del fluido da una certa altezza ci sarà un contributo di [[w:energia potenziale|energia potenziale]]).

    *'''Calore''': Se la causa della variazione di energia del sistema dipenda da una variazione di [[w:temperatura|temperatura]]. Chiameremo tale scambio energetico "Potenza Termica" (energia termica fornita al sistema nell'unità di tempo) indicandola con '''<math>\dot Q</math>'''. L'unità di misura nel SI è, in questo caso, il Watt ('''W''').

    Oggetto:                                                                                                                                                                                                                                                

    Questa è una modifica minore Aggiungi agli osservati speciali

    Salva la pagina

    Visualizza anteprima Mostra cambiamenti Annulla | Guida (si apre in una nuova finestra)

    Salvando le modifiche, accetti le condizioni d'uso, e accetti irrevocabilmente di rilasciare il tuo contributo in base alle licenze Creative Commons Attribuzione-Condividi allo stesso modo 3.0 e GFDL.Accetti inoltre che un collegamento ipertestuale o URL sia sufficiente per l'attribuzione in base alla licenza Creative Commons.

    I cambiamenti apportati saranno visibili immediatamente!
    • Per favore, usa la sandbox per fare le tue prove.
    • Nota, per favore, che tutti i contributi a Wikiversità si considerano rilasciati sotto licenza di tipo GNU Free Documentation License (vedi la pagina d'aiuto sul copyright per maggiori dettagli).
    • Se non vuoi che il tuo materiale possa essere modificato e ridistribuito da chiunque senza pietà e senza altri limiti, allora non inviarlo a Wikiversità, ma realizza piuttosto un tuo sito web personale.
    • Con l'invio di questo materiale stai garantendo, a tua responsabilità, che il materiale è stato scritto da te personalmente ed originalmente, oppure che è stato copiato da una fonte di pubblico dominio, o da una fonte simile, oppure che hai ottenuto espressa autorizzazione ad usare questo materiale e che puoi dimostrarlo.
    Per inserire del testo tra questi segni selezionalo e clicca sul link:

    «» "" '' [] [[]] {{}} [[Categoria:]] [[Immagine:]] [[Media:]] #REDIRECT[[]] __TOC__ __NOTOC__ <gallery></gallery> <ref></ref> <references/> <small></small> <del></del> <code></code> <nowiki></ nowiki> <!-- -->
    Firme: ~~~ ~~~~ ~~~~~ - Tabelle: {| |- || |} — |


    Latino esteso [[w:|]] [[Commons:|]] [[m:|]] [[n:|]] [[q:|]] [[s:|]] [[Wikt:|]] <noinclude></noinclude> <includeonly></includeonly> <sup></sup> <sub></sub> <tt></tt> <br/>
    Note: <ref></ref> <div class="references-small"><references/></div>



      Modifica<< Modifica
    Tutte le guide
    Introduzione | Tutorial | Guida essenziale
    Salvataggio >>Salvataggio