TERMODINAMICA
Termodinamica, ramo della fisica che si occupa del calore e che ha avuto inizio nel XIX secolo quando fu riconosciuto da J.R.Majer (1842) e T.P.Joule (1845) che il calore è una forma di energia.
I ricercatori, sulla base di una vasta evidenza sperimentale furono portati ad enunciare i tre principi della termodinamica.
Il primo è basato sull’idea dell’equivalenza tra calore e lavoro e non è altro che una estensione ai casi di trasformazioni con produzione di calore del "principio di conservazione dell’energia ".
Il secondo dice che il calore passa naturalmente dai corpi più caldi a quelli più freddi, è impossibile che passi da un corpo più freddo ad uno più caldo, senza che si verifichino contemporaneamente, altri fenomeni, come ad esempio assorbimento di lavoro (postulato di Clausius). Deriva da ciò che qualunque dispositivo atto a trasformare indefinitamente il calore in lavoro (motore termico), può trasformare in lavoro soltanto una parte del calore assorbito dalla sorgente, mentre la rimanente parte deve passare a un corpo più freddo (refrigerante). Il rapporto tra la quantità di calore effettivamente trasformata in lavoro e la quantità di calore totale assorbita dalla sorgente (rendimento termico del motore) dipende dalla temperatura della sorgente e da quella del refrigerante.
(T2, T1 temperatura della sorgente e del refrigerante, in scala assoluta ).
Qualunque motore termico che lavori tra le temperature T1 e T2 ha un rendimento sempre inferiore a h .
Il terzo principio della termodinamica afferma che la temperatura dello zero assoluto non è raggiungibile.
Trasformazioni. Variazioni dello stato fisico di un corpo, in generale (interessano particolarmente i gas e i vapori ), ossia del suo volume v, della sua pressione p, della sua temperatura (volume, pressione e temperatura si dicono le coordinate del corpo, in quel determinato stato fisico. Le trasformazioni si rappresentano nel piano cartesiano, mediante curve, assumendo come ascisse i volumi e come ordinate le pressioni: la temperatura si determina in base all’equazione (pv=KT) per i gas, (K= costante, T= temperatura assoluta).
Principali tipi di trasformazioni:
1) a pressione costante (isobarica), p= costante (segmento di retta parallelo all’asse delle ascisse); lavoro corrispondente:
L= p(V2-V1)
2) a volume costante (isometrica), v= costante (segmento di retta parallelo all’asse delle ordinate)
V2=V1 V2-V1=0
L= p.(0)=0
3) a temperatura costante (isotermica), T= costante per un gas perfetto è rappresentata dall’equazione pv = costante (ramo di iperbole equilatera).
