^^Trasformazione isobara, isocora, isoterma, adiabatica.

pV = NkT   eq stato gas perfetto
Q = W+∆U      1PTD  1°principio termodinamica

sono lo spunto per definire

Particolari tipi di trasformaizoni

              pV=NkT, Caso                  
               Gas perfetto     Var   Calc Q   Calc W   Calc U
p=k   ∆p=0   isobara   V=kT  | p,N =k   V,T   Q   W=p∆V   U
V=k   ∆V=0   isocora   p=kT  | V,N =k   p,T   Q=∆U   W= 0    U = (3/2)NkT
T=k   ∆T=0   isoterma   pV=k  | T,N =k   p,V       W= ∫δW   ∆U=0 W=Q
N=k   ∆N=0   chiusa                    

 

Q=0   W=-∆U   adiabatica   corpo termicamente isolato
W=0   Q=∆U       W = pdV = 0     p=0 , o dV=0
∆U=0   W=Q   isoenergetica

es ciclo td

   

 

Teo:  x=k  ⇔  ∆x=0 ∀∆x.  Oppure:  x=k  ⇔  dx=0 ∀dx.

∀∆x significa ∀ coppia di stati della trasformazione, non solo 1° e u°.

dida: per ricordare tutti i casi,

basta partire dalle 2 formule pV=NkT e Q=W+∆U, considerando ognuna delle variabili.

Espansione / contrazione

Esclusa la trasformazione a volume costante, tutte le altre trasformazioni sono espansioni o contrazioni-compressioni.

Nel gas perfetto, tenere una variabile costante

Studio dei casi di dipendenza.

Isobara, isocora, isoterma sono Trasformazioni reversibili per ipotesi

e' presupposto, implicito, nella definizione, poiche' si ritiene che gli stati termodinamici siano definiti durante tutta la trasformazione.

Volendo pignolare, non so se si puo' avere:

Varie

  1. Adiabatica: puo' essere sia reversibile che irreversibile.
  2. Adiabatica: variano tutte e 3 p V T
  3. Teo: per il gas perfetto: isoenergetica = isoterma, poiche' U = N(3/2)kT dipende solo da T
  4. Per poter dire di piu' sulla trasformazione occorre valutare casi specifici.

 

lg: isovolumica = isocora = isometrica

Introduzione

Dirlo, cominciando con l'interpretazione piu' letterale

Q=0     adiabatica     senza transito di calore
p=k   isobara     pressione costante
V=k   isocora     volume costante
T=k   isoterma     temperatura costante
N=k   chiusa     materia costante
U=k   ciclo     emergia interna costante
         
Q=0     adiabatica     senza entrate o uscite di calore
∆p=0   isobara     senza incremento o decremento di pressione
∆V=0   isometrica     senza incremento o decremento di volume
∆T=0   isoterma     senza incremento o decremento di temperatura
∆N=0   chiusa     senza entrate o uscite di materia
∆U=0         senza incremento o decremento di energia interna
         
Q=0     adiabatica     senza flusso-scambio passaggi transito di calore
∆p=0   isobara     senza variazione di pressione
∆V=0   isometrica     senza variazione di volume
∆T=0   isoterma     senza variazione di temperatura
∆N=0   chiusa     senza variazione di materia
∆U=0         senza variazione di energia interna
         

 

espansione adiabatica espansione senza riscaldamento
compressione adiabatica   compressione senza riscaldamento
riscaldamento isocoro   riscaldamento senza espansione
raffreddamento isocoro   raffreddamento  senza espansione

Adiabatica e isocora, ∆U=-W e ∆U=Q, ∆U dipende da 1 sola variabile invece che da 2 

sono di comprensione piu' semplice dal punto di vista energetico. Il bilancio energetico in generale e' dato dal 1PTD  Q=W+∆U

espansione senza riscaldamento   Q=0   ∆U=-W < 0 : il gas diminuisce di T e p
compressione senza riscaldamento   Q=0   ∆U=|W| > 0 : il gas aumenta di T e p
riscaldamento senza espansione   W=0   ∆U=Q > 0 ; il gas aumenta di T e p
raffreddamento  senza espansione   W=0   ∆U=Q < 0 : il gas diminuisce di T e p

 

Durante l'espansione adiabatica, la pressione diminuisce a causa della diminuzione T e della diminuzione di concentrazione di particelle N/V. Riferendoci al gas perfetto: p= (N/V)kT

La pressione del gas interpretata micro >>>

Riscaldamento con Espansione: Q e W  > 0

Q e W hanno effetti opposti sulla variazione di T e p.

Quando il calore entra nel gas, posso controllare la pressione esterna per controllare l'espansione, in modo da ottenere: T costante, o p costante, o V costante.

Link

Termologia. Visione microscopica, interpretazione atomica.

Approfond

Eq stat gas perfetto   1°principio termodinamica
pV=NkT=nRT

U=NU1 = N(3/2)kT

 

       Q=W+∆U 

δQ=δW+dU

δW=pdV

Teo:  x=k ⇔ ∆x=0 ∀∆x, cioe' ∀ coppia di stati della trasformazione, non solo 1°e u°.

Commento: le 2 espressioni:  x=k  e  ∆x=0 sono equivalenti se intendiamo il ∆x qualsiasi, cioe' tra 2 stati qualsiasi della trasformazione, invece e' errato se inteso solo tra stato iniziale e finale.

es: Una trasformazione che ha pressione uguali nello stato iniziale e finale, ma diversa negli intermedi, non e' isobara.

es: Se nel ∆ si considerasse solo stato iniziale e finale, allora tutti i cicli sarebbero isobara isocora isoterma.

Forse sarebbe piu' chiaro x=k  e  dx=0.


Domande

cc Termodinamica 2007.

 

230 Definizione di 4  particolari trasformazioni termodinamiche   4
adiabatica: non scambia calore 1  
isobara: a pressione costante 1  
isometrica: a volume costante 1
isoterma: a temperatura costante. 1

 

Castiglione
adiabatica   : senza scambio di calore
isobarica   : senza incremento o decremento di pressione
isometrica   : senza incremento o decremento di volume
isoterma   : senza incremento o decremento di temperatura
   
Battella

non mette le "a"

es: isobara = pressione costante

 

Talk

Nome file

terrm_dnm_trasf_tp.htm

tr_td_tp.htm

Alter espo

Adiabatica e isocora sono di comprensione piu' semplice dal punto di vista energetico,

Il bilancio energetico e' dato dal 1PTD  Q=W+∆U, ∆U dipende da 1 sola variabile invece che da 2

 

Trasformazioni

adiabatica
Q = 0   senza scambio di calore
isobara
p=k  ∆p=0 
isocora isometrica
V=k  ∆V=0  ⇒ W=0.
isoterma
T=k  ∆T=0
"chiusa", sistema chiuso
N=k  ∆N=0 
energia interna costante:
   es:ciclo termodinamico, espansione isoterma gas perfetto
U=k  ∆U=0   Q=W 
espansione libera gas perfetto
Q,W,∆U = 0 

 

                Gas perfetto pV=NkT
      Q=0     adiabatica    
p=k   ∆p=0   isobara   V=kT  ! p,N =k
V=k   ∆V=0   isometrica   p=kT  ! V,N =k
T=k   ∆T=0   isoterma   pV=k  | T,N =k
N=k   ∆N=0   chiusa    
U=k   ∆U=0        

 

 

Eq stato gas perfetto   1°principio termodinamica
pV=NkT        Q=W+∆U