Il metodo della Termodinamica
Processo termodinamico
Il cambiamento
delle proprietà di un sistema viene detto processo termodinamico.
Processo termodinamico e trasformazione termodinamica sono sinonimi. Un processo è una successione di stati, caratterizzata da uno stato iniziale i ed uno stato finale f :
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Esempi: Espansione libera di un gas (File video scaricabile Espansione libera.avi)
...un altro esempio di processo termodinamico
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Mescolamento
di due gas diversi. i
stato iniziale: i due gas occupano due vani di uguale volume separati da una valvola
chiusa; f,
stato finale raggiunto a seguito dellapertura della valvola e della mutua
diffusione dei gas.
(File video scaricabile: mescolamento di due gas.avi)
Esempio di un non - processo termodinamico
Mescolamento di due fluidi nelle identiche condizioni termodinamiche; per esempio mescolamento dellaria di due stanze contigue di un appartamento, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione. Sebbene da un puntodi vista molecolare si realizzi un miscuglio tra i due fluidi, da un punto di vista macroscopico, a fenomeno avvenuto, nessun parametro termodinamico è in grado di registrare levento di diffusione di un fluido nellaltro.
Processo infinitesimo
Un processo termodinamico in cui si verificano cambiamenti infinitesimi delle proprietàmacroscopiche viene detto processo infinitesimo.
Espansione infinitesima di un solido: il volume aumenta dal valore V al valore V+dV. | Compressione infinitesima di un gas: la pressione passa da P a P+dP. |
Processo ciclico
Un processo
termodinamico si dice ciclico se il suo stato di
equilibrio finale f
coincide con quello iniziale i.
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Esempi di processi ciclici
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Processi Naturali, Non Naturali, Reversibili
Processi naturali
Sono
quei processi che avvengono spontaneamente in natura in assenza di equilibrio
termodinamico.
Processi non naturali
Sono
denominati non - naturali quei processi in cui luniverso termodinamico si
allontanerebbe dallequilibrio spontaneamente, cioè senza nessun intervento
esterno.
Processi reversibili
Un
caso limite tra i processi naturali e non naturali sono i processi reversibili.
Si dice reversibile un processo ciclico in cui sia il sistema che lambiente
ritornano nello stato di equilibrio preesistente allinizio del processo.
Il concetto di reversibilità è una astrazione,
che, come tutte i concetti astratti,è molto utile per lanalisi quantitativa
dei processi. La realizzazione di una trasformazione reversibile è una eventualità
puramente teorica anche se in pratica può essere realizzata con sufficiente approssimazione.
Un processo reversibile è costituito da una successione di stati di equilibrio.
In genere mentre un sistema, a seguito di un processo ciclico può
essere
riportato nel suo stato iniziale, il suo partner, lambiente, non ritorna
mai nel suo stato di partenza; è questa unanticipazione sul concetto di
reversibilità che riprenderemo in maniera più approfondita quando parleremo della
leggi della termodinamica.
Esempio di processo reversibile secondo Lazare Carnot
Caso
a La=(ma+dm)gh @ Lb=mbgh | Caso b ma>>mb La=magh ¹ Lb=mbgh |