Fisica dei Fluidi e Termodinamica

Lo stato della materia caratterizzato da una forma fissa e un volume fisso. Le molecole sono disposte in modo regolare e hanno poca libertà di movimento.

Lo stato della materia caratterizzato da una forma variabile e un volume fisso. Le molecole hanno più libertà di movimento rispetto ai solidi, ma sono ancora vicine tra loro.

Lo stato della materia caratterizzato da forma e volume variabili. Le molecole sono separate e si muovono liberamente.

Il processo di cambiamento di stato da liquido a solido.

Il processo di cambiamento di stato da solido a liquido.

Il processo di cambiamento di stato da liquido a gas.

Il processo di cambiamento di stato da gas a liquido.

Il processo di cambiamento di stato da gas a solido.

Processo o trasformazione termodinamica che descrive l'evoluzione di un sistema A e del suo ambiente B dallo stato iniziale allo stato finale.

Processo in cui lo stato finale del sistema coincide con lo stato iniziale.

Processo in cui esiste un processo inverso che riporta il sistema e l'ambiente allo stato iniziale.

Processo che non può essere riavvolto per riportare il sistema e l'ambiente allo stato iniziale.

Scambio di energia tra un sistema e l'ambiente esterno.

Misura del calore di un corpo.

Scala di temperatura che utilizza 0°C per il punto di congelamento dell'acqua e 100°C per il punto di ebollizione.

Scala di temperatura che utilizza 32°F per il punto di congelamento dell'acqua e 212°F per il punto di ebollizione.

Un sistema che scambia calore solo con due serbatoi a temperature diverse, uno caldo e uno freddo, e compie ciclicamente un lavoro.

Macchina che assorbe calore da un serbatoio caldo, compie un lavoro e cede calore a un serbatoio freddo.

Macchina che assorbe calore da un serbatoio freddo, compie un lavoro e cede calore a un serbatoio caldo.

Il calore assorbito da un serbatoio caldo è pari al lavoro compiuto dalla macchina più il calore ceduto al serbatoio freddo.

Un processo che non scambia calore con l'ambiente circostante.

È lo studio del calore e delle sue trasformazioni in altre forme di energia, come la forza meccanica.

È un sistema fisico che entra in un ciclo, ritornando alla condizione iniziale dopo ogni ciclo.

Un punto di riferimento utilizzato per misurare lo scambio di calore con una macchina.

L'esperimento di Joule consisteva nel misurare la relazione tra il lavoro svolto da una pala rotante in un recipiente adiabatico e l'aumento di temperatura dell'acqua all'interno. Questo esperimento dimostrò che il lavoro meccanico poteva essere convertito in calore.

Un recipiente adiabatico è un sistema isolato che non scambia calore con l'ambiente esterno. In altre parole, il calore non può entrare o uscire dal sistema.

Il primo principio della termodinamica afferma che l'energia totale di un sistema chiuso è costante. L'energia può essere trasferita o trasformata, ma non può essere creata o distrutta.

In un ciclo termodinamico, l'energia può essere scambiata tra il sistema e l'ambiente esterno sotto forma di calore e lavoro. È come dire che l'energia può entrare o uscire dal sistema.

L'enunciato di Kelvin-Planck del secondo principio della termodinamica afferma che è impossibile creare un motore termico che converta completamente il calore in lavoro. In altre parole, non è possibile ottenere lavoro da un sistema a temperatura costante.

Il secondo principio della termodinamica afferma che l'entropia totale di un sistema isolato non può diminuire. In altre parole, l'entropia di un sistema isolato sempre aumenta o rimane costante.

L'entropia è una misura del disordine di un sistema. Più è disordinato un sistema, maggiore è l'entropia. Questo significa che l'entropia è il grado di casualità o disordine in un sistema.

La temperatura termodinamica di un sistema è la temperatura di un serbatoio termico con cui il sistema è in equilibrio reciproco stabile. La temperatura termodinamica è una grandezza intensiva che indica il livello di agitazione termica delle molecole.

La disuguaglianza di Clausius afferma che la somma delle quantità di calore infinitesime scambiate da un sistema chiuso con infiniti serbatoi termici, divise per la temperatura di ciascun serbatoio, è sempre minore o uguale a zero. Questa disuguaglianza è una conseguenza del secondo principio della termodinamica.

La temperatura termodinamica è misurata in kelvin (K). Il punto triplo dell'acqua (con la presenza simultanea delle fasi solida, liquida e vapore) è definito come 273.16 K.

La temperatura termodinamica è una proprietà intensiva, cioè non dipende dalla quantità di materia presente nel sistema. Ad esempio, due sistemi chiusi con la stessa temperatura termodinamica saranno in equilibrio termico reciproco.

Nello stato di equilibrio stabile, la temperatura termodinamica di un sistema coincide con quella del serbatoio termico a cui è in equilibrio.

La temperatura termodinamica è definita in base all'equilibrio reciproco stabile tra un sistema e un serbatoio termico. Questo significa che la temperatura è una proprietà che può essere misurata solo in presenza di un riferimento esterno.

La temperatura termodinamica è strettamente legata al secondo principio della termodinamica, che afferma che il calore fluisce spontaneamente da un corpo a temperatura più alta a un corpo a temperatura più bassa. La temperatura è una misura di questa tendenza al flusso di calore.

L'assunzione 3.4.2 afferma che ogni coppia di stati di un sistema chiuso può essere interconnessa con un processo reversibile in cui il sistema scambia calore con serbatoi termici e lavoro con un grave. Questa assunzione vale per stati di equilibrio stabile, ma non per tutti gli stati di non-equilibrio, come gli stati di non-equilibrio termodinamico locale.

Uno stato di equilibrio termodinamico locale è uno stato in cui un sistema può essere considerato come l'unione di infiniti sottosistemi infinitesimi, ciascuno dei quali è in uno stato di equilibrio stabile.