I principi della termodinamica

1. I principi della termodinamica Charles Boyle Clausius Carnot Joule Kelvin

2. La chilocaloria hal’equivalente in joule 1 kcal = 4186 J Il mulinello di Joule: l’energia potenziale meccanica mgh, diventa energia termica Q = cmDt che riscalda l’acqua all’interno del recipiente

3. LA TERMODINAMICA E I SUOI PRINCIPI • Termodinamica: si occupa dello studio degli scambi energetici tra un sistema e l’ambiente • PRIMO PRINCIPIO: • Equivalenza e conservazione dell’ energia. Il calore è una forma di energia: Q = L + DUDU è la variazione di energia interna • SECONDO PRINCIPIO: • Limiti alla conversione fra energia “vile” e “nobile” • É impossibile ottenere lavoro continuativo utilizzando una sola sorgente di energia ( Kelvin )

4. Secondo principio della termodinamica • Enunciati del Secondo Principio della Termodinamica • L'enunciato di Kelvin: è impossibile realizzare una trasformazione termodinamica, il cui unico risultato, sia la conversione integrale di calore in lavoro. E’ possibile convertire integralmente calore in lavoro, ma  questo non è mai l'unico risultato!

5. Macchina termica

6. Il secondo principio della termodinamica • Il secondo principio della termodinamica è di natura empirica; esso stabilisce dei limiti alla conversione del calore in lavoro. Esistono due formulazioni equivalenti del secondo principio: • Enunciato di Kelvin-Plank È impossibile realizzare una macchina termica che utilizzi per produrre lavoro meccanico continuativo, una sola sorgente di calore a temperatura uniforme.

7. Il secondo principio della termodinamica • Enunciato di Clausius E’ impossibile che il calore fluisca spontaneamente da un corpo a temperatura minore T1, verso un corpo a temperatura maggiore T2 ( È’ impossibile realizzare una macchina frigorifera   senza utilizzare lavoro dall’esterno ). Per quanto apparentemente molto diversi tra loro i due enunciati risultano equivalenti.

8. Occorrono almeno due sorgenti di calore: una calda per assorbire e una fredda per cedere calore Il calore non fluisce spontaneamente dal freddo al caldo kelvin Clausius

9. Ciclo di Carnot

10. Ciclo di Carnotrendimentoh massimo

11. Entropia • L’energia totale dell’universo si conserva, ma ad ogni trasformazione si degrada. Quindi il primo principio dice sinteticamente che: L’energia si conserva • Il secondo principio dice che: l’entropia totale dell’universo aumenta. L’entropia è una funzione ideata da Clausius, misura l’irreversibilità dei fenomeni e indica il verso del tempo perché essa aumenta sempre.

12. Entropia • Questa funzione è definita come la somma di tutti i calori scambiati diviso le temperature costanti a cui avvengono gli scambi. Per una macchina ideale di Carnot la variazione di entropia dell’universo è nulla. Per una macchina reale la variazione di entropia è sempre maggiore di 0. • Qualsiasi trasformazione irreversibile degrada l’energia, cioè la rende inutilizzabile per produrre lavoro. Quindi l’aumento di entropia misura la perdita di capacità di fare lavoro.