principi della termo dinamica

Question 1

cosa afferma il primo principio della termo dinamica?

Answer 1

afferma che l’energia di un sistema termodinamico non si crea ne si distrugge ma si trasforma.

Question 2

ΔU=Q+L

Answer 2

Se si indica con Q il calore che il sistema scambia con l’ambiente circostante ( che è positivo se viene assorbito dal sistema, negativo se invece è il sistema a cedere calore all’ambiente circostante) e si indica L il lavoro (anche in questo caso il lavoro sarà positivo se si tratta di lavoro compiuto dall’ambiente sul sistema, negativo se è il sistema che compie il lavoro), allora il bilancio energetico del sistema termodinamico, che rappresenta il primo principio della termodinamica, si scrive in questo modo

Question 3

la variazione di energia interna di un sistema termodinamico è uguale alla somma del calore e del lavoro nel sistema

Answer 3

ΔU=Q+L

Question 4

gas mantenendolo a volume costante come si riduce l’uguaglianza?

Answer 4

ΔU=Q

Question 5

se il lavoro è = 0 come si riduce l’uguaglianza?

Answer 5

ΔU=Q

Question 6

se si evita lo scambio di calore con l’ambiente esterno come si riduce la uguaglianza?

Answer 6

ΔU=-L

Question 7

perche ΔU=-L è negativa?

Answer 7

il sistema che compie il lavoro

Question 8

in una trasformazione adiabatica se si aumenta la pressione su un coperchio che contiene un gas, come si riduce l’uguaglianza?

Answer 8

ΔU=L

Question 9

perché ΔU=L è positiva?

Answer 9

il lavoro (positivo) compiuto dal sistema uguaglia la sua variazione dell’energia interna

Question 10

se si compie una trasformazione isoterma e si diminuisce la pressione, come si riduce l’uguaglianza e perché?

Answer 10

Q=L

perché il gas si espande mantenendo invariata la sua energia interna.

Question 11

cos’è una trasformazione ciclica

Answer 11

In termodinamica una trasformazione ciclica è data da una serie di trasformazioni fisiche compiute su un sistema (per esempio, un gas), nelle quali alla fine le grandezze che caratterizzano il sistema hanno valori identici a quelli iniziali

Question 12

com’è rappresentato sul piano?

Answer 12

Su un piano p,V è rappresentato da una curva chiusa, in modo che alla fine della trasformazione torni al suo stato iniziale dopo la serie di trasformazioni

Question 13

come viene anche detta una trasformazione di stato?

Answer 13

Macchina termica

Question 14

qual è lo scopo della macchina termica?

Answer 14

quello di trasformare in lavoro meccanico una parte del calore assorbito da una sorgente a una data temperatura

Question 15

come si scrive il primo principio in relazione alla macchina termica?

Answer 15

L=Qa-Qc

Question 16

da cosa viene confermata la macchina termica?

Answer 16

dal secondo principio della termodinamica

Question 17

cosa afferma il secondo principio della termodinamica?

Answer 17

non tutto il calore di una macchina termica viene trasformato in lavoro, ma una parte di esso, quella ceduta all’ambiente, deve essere restituita.

Question 18

come si dimostra l’uguaglianza tra le teorie di Kelvin e Clausius?

Answer 18

Ipotizzandone una per assurdo

Question 19

confutazione verso Clausius

Answer 19

Se si assume che il postulato di kelvin sia falso, sarebbe possibile utilizzando il calore fornito da una sorgente, ottenere come unico risultato lavoro. Se la sorgente si trovasse ad una temperatura iniziale T1 e il lavoro prodotto su un corpo a temperatura iniziale T2>T1, venisse trasformato in calore, questo andrebbe ad aumentare la temperatura del corpo e come risultato si avrebbe il passaggio di calore da un corpo a temperatura minore a uno a temperatura maggiore

Question 20

confutazione di Kelvin

Answer 20

si teorizza la possibilità di operare una trasformazione che abbia come risultato il passaggio di calore da un corpo a temperatura minore T1 e ne cedesse una parte de alla sorgente a temperatura minore, producendo lavoro: l’unico risultato sarebbe la trasformazione di calore in lavoro, a spese della sorgente a temperatura minore

Question 21

In definitiva, cosa dice il secondo principio della termodinamica?

Answer 21

sostiene che una macchina termica, per operare, richiede almeno due scambi di calore con due sorgenti a diversa temperatura, con cessione di calore alla più fredda e assorbimento di calore alla più calda. Questo perché, nelle trasformazioni cicliche tipiche delle macchine termiche, non tutto il calore preso da un’unica sorgente può essere trasformato completamente in lavoro: una parte del calore che non si trasforma in lavoro ( e che non va ad aumentare l’energia interna del sistema) deve venire ceduta a un’altra sorgente e viene persa.

Question 22

n=L/Qa

Answer 22

Si definisce rendimento n di una macchina termica il rapporto tra il lavoro L compiuto dalla macchina e il calore Qa assorbito

Question 23

come si puo anche scrivere il rendimento?

Answer 23

n=(Qa-Qc)/Qa = 1-Qc/Qa

Question 24

cosa calcola la formula? n=(Qa-Qc)/Qa = 1-Qc/Qa

Answer 24

il lavoro effettivo della macchina

Question 25

cos’è il ciclo di carnot?

Answer 25

È un particolare tipo di ciclo termodinamico, studiato dal fisico francese S.N Carnot, che rappresenta il ciclo ideale di trasformazioni termodinamiche seguito da qualsiasi motore termico. Il ciclo di carnot consente di determinare il rendimento massimo raggiungibile da un motore termico

Question 26

come si svolge il ciclo di carnot?

Answer 26

Si svolge in 4 fasi distinte , rappresentabili sul piano p,V come due curve isoterme e due adiabatiche, attraverso il cui sistema torna alla posizione di partenza

Question 27

prima fase del ciclo di carnot

Answer 27

di espansione isoterma il sistema si espande e assorbe una quantità di calore Q1 da una sorgente a temperatura infinita (tale che la sua temperatura non vari durante il processo), mentre la temperatura rimane costante.

Question 28

seconda fase del ciclo di carnot

Answer 28

di espansione adiabatica, cioè senza scambio di calore con l’esterno, il sistema si espande senza scambiare calore, si raffredda e la sua temperatura passa da T1 a T2 dove T2

Question 29

terza fase del ciclo di carnot

Answer 29

rappresenta una compressione isoterma, nella quale il sistema compresso viene a contatto termico con un pozzo di calore (una sorgente termica in grado di assorbire il calore senza variazioni di temperatura

Question 30

quarta fase del ciclo di carnot

Answer 30

di compressione adiabatica, il sistema viene compresso senza che avvengano scambi di calore con l’ambiente circostante, la sua temperatura aumenta e ritorna al valore iniziale T1

Question 31

da cosa è dato il ciclo di Carnot?

Answer 31

L=Q1-Q2

Question 32

n= 1-t2/t1

Answer 32

definizione come il rapporto tra il lavoro erogato e il calore assorbito può essere espresso nella formula

Question 33

spiega n= 1-t2/t1

Answer 33

Dove T1 è la temperatura della sorgente che fornisce calore e T2 è la temperatura della sorgente a cui il calore viene ceduto