Il 31/08/2012 16:27, Soviet_Mario ha scritto:
> Mi spiace ma non ho facoltà di chiarire nessun dubbio altrui in materia energetica
E invece me l'hai chiarito!
Vedi piu' sotto :-)
> ... salvo notare che eventuale lavoro meccanico
> scambiato da un sistema normalmente si computa come PdV
> (adatto a Gibbs dove P=const) piuttosto come VdP (che non è
> un lavoro in senso stretto, ma pur sempre un'energia (o no ?).
Si, e da cui puo' essere ottenuto lavoro.
Vedi piu' sotto :-)
Il 30/08/2012 23:41, Giorgio Pastore ha scritto:
> On 8/30/12 12:56 AM, Tommaso Russo, Trieste wrote:
>> ...ma (purtroppo??) la lingua e' definita
>> dall'uso che ne fanno i parlanti,
...
> Quindi la traduzione c'e' ed e' (piu' correttamente)
> essergia (come essoterico, che e' diverso da esoterico :-) )
Sembrerebbe che "exergia" ed "essergia" (in inglese "essergy", prova a
cercarlo su google scholar) siano grandezze diverse:
http://www.ati2000.it/index.php?page=download&t=pubblicazioni&id=1749
(di Giorgio Lucca. Tabella 3, sesta pagina).
Pero' ho trovato anche chi le considera sinonimi:
"Evans (1969) has shown that exergy (which he prefers to call
'essergy')..." (G. Wall - Resources and Energy, 1987 - Elsevier)
e wikipedia.eng:
"Exergy is also synonymous with: availability, available energy, exergic
energy, essergy (considered archaic), utilizable energy, available
useful work, maximum (or minimum) work, maximum (or minimum) work
content, reversible work, and ideal work."
Mi sa che e' meglio non concentrarsi sulle questioni terminologiche
quanto piuttosto sulle definizioni. Per evitare casini, in questo thread
continuero' a chiamare "exergia riferita a una temperatura T" il lavoro
*massimo* ottenibile da un sistema termodinamico accoppiato a un
termostato a temperatura T, con un processo che non abbia altri effetti
sul rimanente universo.
> Tuttavia, problemi di traduzione a parte, ho non poche perplessita'.
> Se capico bene, all' equilibrio ci sono diverse possibili essergie
> coincidenti con en. libera di Helmholtz, di Gibbs,...
> Quindi, nome a parte nulla di nuovo.
E invece si' :-) Leggi avanti
> Che Delta F = DeltaU-T DeltaS sia
> il massimo lavoro estraibile in un processo (reversibile)
non hai precisato: *a T e V costanti*.
> tra stati con
> differenza di energia libera Delta F e' ben noto (e per altro alla base
> del nome "energia libera".
Non avevo mai capito a fondo le energie libere (e tanto meno
l'entalpia), ma quello che hai scritto qui, e quello che ha scritto
Soviet_Mario:
>> il concetto di energia libera serve a determinare se una
>> trasformazione *possibile* puo' essere o no spontanea,
>
> beh non solo, anche quanto lavoro è possibile estrarne.
mi ha fatto rileggere con occhi nuovi le definizioni che ne avevo
trovato, e mi si e' accesa una lampadina.
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Dato un sistema all'*equilibrio termico* (ma evidentemente non
all'equilibrio chimico, o elettrico...) alla temperatura Ta,
1) la sua exergia *riferita alla temperatura Ta* e' il massimo lavoro
che se ne puo' ottenere accoppiandolo ad un termostato a temperatura Ta
e senza altri effetti sul resto dell'Universo.
2) la sua *energia libera di Helmoltz* e' il massimo lavoro che se ne
puo' ottenere, accoppiandolo ad un termostato a temperatura Ta e senza
altri effetti sul resto dell'Universo, *mantenendone il volume invariato*.
3) la sua *energia libera di Gibbs* e' il massimo lavoro che se ne puo'
ottenere, accoppiandolo ad un termostato a temperatura Ta e senza altri
effetti sul resto dell'Universo, *mantenendone la pressione invariata*.
(sono state date definizioni di *altre* "energie libere"? Immagino di
si', basta imporre vincoli diversi...)
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E' ovvio che 2) e 3) sono *minori* di 1): rimuovendo entrambi i vincoli,
infatti, dall'ulteriore espansione del sistema si puo' ottenere
ulteriore lavoro.
Basta pensare che il processo si svolga all'interno di un cilindro con
un pistone con sopra un peso, nel vuoto, bloccato nel caso di Helmoltz
(e in questo caso, nello stato finale, basta sbloccarlo per sollevare il
peso), libero di muoversi nel caso di Gibbs (e in questo caso, nello
stato finale, basta rimuovere parte del peso lungo un cammino
equipotenziale gravitazionale per sollevare ancor piu' il peso rimanente).
Con qualche forzatura:
si potrebbe definire l'energia libera di Helmoltz come l'exergia
(riferita alla *sua temperatura*) di un sistema che *include* un
contenitore indeformabile e *ineliminabile*, salvo che per la
possibilita' di permettere scambi chimici (o elettrici, o ...); in
questo caso, oltre al lavoro elettrico (usabile per sollevare un peso),
il sistema puo' effettuare su un altro un lavoro chimico, che a sua
volta puo' essere recuperato, se tutte le trasformazioni sono
reversibili, per sollevare un peso riportando il secondo sistema allo
stato iniziale. Wikipedia.en dice giustamente: "free energy is turned
into external work, or captured as "chemical work"; a *misnomer* for the
free energy of another chemical process." E questo risponde anche al
dubbio di Soviet_Mario sul fatto che Vdp rappresenti un possibile lavoro.
Si potrebbe analogamente definire l'energia libera di Gibbs come
l'exergia (riferita alla *sua temperatura*) di un sistema che *include*
un barostato ineliminabile. Dato che il cilindro con pistone e peso di
cui sopra E' un barostato, la diminuzione di exergia si ritrova in parte
nell'aumento di energia potenziale del peso, in parte sotto forma di
eventuale lavoro chimico, utilizzabile a sua volta per sollevare un
altro peso.
Ovviamente la definizione di exergia e' piu' generale, in quanto non
richiede che il sistema si trovi gia' alla temperatura Ta: tanto per
limitarsi ai sistemi all'equilibrio termico, potrebbe trovarsi a una
temperatura Tb > Ta (ma anche minore, le definizioni rimangono valide
anche se non facilmente interpretabili). E ha i vantaggi di essere piu'
intuitiva, e che la sua generalizzazione a diverse Ta porta dritto al
concetto di entropia.
> Si situazioni di non equilibrio sono curioso e aspettero' quello che
> stai preparando. Tuttavia ti anticipo uan domansa: quali sitazioni di
> non equilibrio ? Immagino che si tratti di situazioni caratterizzabili
> mediante un' ipotesi di LTE (equilibio termodinamico locale). Sbaglio ?
>
> Se e' cosi' si tratta pero' di un sottoinsieme proprio delle sitazioni
> di non equilibrio.
Beh, parlando di energie libere abbiamo gia' parlato di sistemi non
all'equilibrio: ma immagino che tu intenda specificatamente equilibrio
termico e di pressione. In questo caso non sbagli, e anzi le mie
riflessioni mi stanno portando a un insieme ancora piu' ristretto:
quello dei sistemi *partizionabili* in N sottosistemi all'equilibrio,
richiedendo per il partizionamento *meno* lavoro dell'exergia che
andrebbe persa lasciando che il sistema raggiunga l'equilibrio.
Altrimenti, partiziona e partiziona, fra i "quali e quanti si vogliano
altri sistemi oltre ad A" si potrebbe arrivare a includere una miriade
di diavoletti di Maxwell :-)
E' chiaro che il punto cruciale, che non cambia passando da "ricavare
l'exergia dall'entropia" a "ricavare l'entropia dall'exergia", e' la
definizione esatta del sistema, e dei *possibili* sistemi ausiliari che
devono ritornare allo stato iniziale:
Il 25/08/2012 09:42, Pangloss ha scritto:
> ...Purtroppo tale articolo, orientato alla didattica, omette varie
> dimostrazioni cruciali per giudicarne la validita'.
Infatti l'articolo espone metodi ed esperienze didattici, mentre per la
trattazione rigorosa, con teoremi e sopratutto *definizioni*, rimanda a
E. P. Gyftopoulos and G. P. Beretta, Thermodynamics. Foundations and
Applications, Dover, Mineola, 2005 (First edition, Macmillan, 1991). Non
sono ancora riuscito a buttarci l'occhio. Mi interessa molto,
ovviamente, la definizione di "sistema", che nell'articolo e' accennata
cosi':
We define what we mean by the term “system” (a ‘separable’ set of
elementary constituents subject to internal forces, internal partitions
and external forces which may depend on parameters but not on
coordinates of external objects...)
e forse nel libro e' meglio precisata nella trattazione.
Che ne dice il Callen?
Mi sa che faro' un ordine ad Amazon per entrambi.
--
TRu-TS
Buon vento e cieli sereni
Received on Sun Sep 02 2012 - 11:58:59 CEST