Re: Sui fondamenti della termodinamica

From: Claiudio <claiudio_at_libero.it>
Date: Tue, 14 Aug 2012 10:23:30 +0200

Dato che stai chiedendo delle definizioni, piuttosto che cercare di
andare a memoria, preferisco prendermi il libro da cui ho studiato
termodinamica. Anzi, pi� che riprendermi il libro, copio direttamente.

Non mi vergono a copiare perch� � la sintesi migliore e cambiare una
singola parola fa cambiare l'intero significato.

> 1) Come si definisce l'equilibrio termico tra due corpi?
"Si immagini un sistema, costituito ad esempio da una massa di gas
racchiuso in un recipiente (a pareti mobili) e lo si ponga in un
determinato ambiente. Le sue propriet�, in questo caso volume e
pressione, variano col tempo fino ad assumere valori fissi. (si
sottintende che nel frattempo non vi siano variazioni misurabili
nell'ambiente esterno). A questo punto il sistema � in stato di
_equlibrio termico_.

La velocit� con cui questo stato � raggiunto dal sistema dipende dalla
propriet� delle pareti in cui esso � racchiuso. La parete che consente
il massimo di velocit� si chiama _diatermica_; la parete che ritarda
pressoch� infinitamente il raggiungimento dell'equilibrio si chiama
_adiabatica_.

Una caratteristica del raggiunto equilibrio consiste nel fatto che non
tutte le variabili indipendenti possono assumere valori arbitrariamente
scelti. Ad esempio nel caso del gas, se si varia il volume, la pressione
conseguentemente varia secondo una certa legge

f(p,V)=0 (eq. 1.1)

differente per ciascun esperimento. Nel caso estremo invece di una
parete adiabatica, ossia in assenza di equilibrio, la legge limitativa
(1.1) non esiste e pressione e volume possono essere arbitrariamente
fissate."


> Supponendo che la risposta alla (1) sia qualcosa del tipo
> "due corpi sono in equilibrio termodinamico se e solo se,
> anche se messi in contatto termico, non si ha flusso di
> calore dall'uno all'altro", chiedo:
La tua definizione richiede l'introduzione del concetto di calore, ma �
ancora troppo presto. Piuttosto, prendendo ancora dal mio libro

"Si considerino ora due sistemi 1 e 2 e siano x1, y1 e x2, y2 le
variabili indipendenti del primo e del secondo.
Se i due sistemi in due stati qualsivoglia sono posti in contatto tra
loro, come in figura 1.2, separati da una parete diatermica e isolati
termicamente dall'esterno, le variabili indipendenti variano finch�
raggiungono uno stato fisso e si ha:

f1(x1,y1)=0, f2(x2,y2)=0. (eq. 1.2)

I due sistemi sono in equilibrio termico fra loro. Un cambiamento di
stato ne primo produce un cambiamento di stato nel secondo".


Ora, provo a disegnare in asciart la figura 1.2

_____________________________
|///////////////////////////|
|/| | |/|
|/| sistema 1 | sistema 2 |/|
|/| | |/|
|/| x1,y1 | x1,y2 |/|
|/|___________|___________|/|
|///////////////////////////|

  | = parete diatermica
|/| = parete adiabatica


> 2) come si verifica l'assenza di tale flusso?
>
> Gi� che ci siamo, quale puo' essere una definizione
> rigorosa di calore?
Sono andato alle pagine del manuale, ma quando ha cominciato a parlare
di grandezze di stato e grandezze di scambio, con integrali circolari,
ho rinunciato all'idea di copiarti il testo.

Se vuoi romperti la testa, puoi seguire un corso universitario.
Non serve andare necessariamente a fisica, puoi andare anche ad un corso
di fisica tecnica per ingegneria. Nel secondo caso, sicuramente puoi
limitarti a seguire solo il primo mese di lezioni (ma sta attento che a
seconda del professore puoi beccarti da un giorno a due settimane di
ripasso delle unit� di misura).

Se ti accontenti di una pessima definizione che mi vergogno io stesso a
dare, il calore � l'energia cinetica contenuta negli atomi o nelle
molecole di un sistema.

Ma non dire in giro che te l'ho data io.


In conclusione, l'equilibrio termico non si definisce come l'assenza di
un flusso termico (che � invece una conseguenza), ma come il
raggiungimento di uno stato in cui le variabili che descrivono il
sistema raggiungono un valore fisso.

--
Sul problema di Saint Venant:
"Al momento, preferisco il taglio".
Received on Tue Aug 14 2012 - 10:23:30 CEST