Termodinamica

La Termodinamica è una branca della Fisica che si occupa dello studio dei sistemi, detti anche sistemi termodinamici, da un punto di vista macroscopico e con particolare riferimento alle trasformazioni relative al calore, alla temperatura, al lavoro e all'energia.

 

In questa sezione di lezioni di Termodinamica proseguiremo con lo studio della Fisica classica da un punto di vista macroscopico: in particolare introdurremo le nozioni di temperatura e di calore, fornendo precise definizioni fisiche e le formule che le caratterizzano.

 

Come vedrete, la Termodinamica è una disciplina vastissima che fornisce un nuovo punto di vista nello studio della Fisica, mettendola in stretta relazione con la Chimica. Prima di procedere vi proponiamo un breve riassunto della Termodinamica e dei punti salienti trattati nelle lezioni.

 
 
 

 

Dopo aver fornito le definizioni preliminari di sistema termodinamico, di temperatura e di calore, passeremo ad introdurre nuove grandezze caratteristiche delle sostanze e dei materiali. Passeremo quindi ad analizzare gli stati della materia e i passaggi di stato, studiando le condizioni fisiche e chimiche che li regolano.

 

Nel prosieguo delle lezioni approfondiremo il discorso studiando i metodi con cui avvengono i trasferimenti di calore tra due sistemi termodinamici e presenteremo le principali leggi della Termodinamica (legge di Fourier, legge di Boyle, leggi di Gay-Lussac, legge di Avogadro) soffermandoci sulle relative formule e su diversi esempi di applicazione.

 

Fatto ciò passeremo ad occuparci dei veri e propri protagonisti della Termodinamica: i gas e in particolare i gas perfetti. Qui le lezioni assumeranno un'approccio più chimico, daremo la definizione di mole e definiremo una costante fisica fondamentale, il cosiddetto numero di Avogadro. Studieremo in dettaglio le nozioni di lavoro di un gas e di energia interna, per poi enunciare un risultato fondamentale nella teoria dei gas: l'equazione di stato dei gas perfetti.

 

A questo punto verrà il turno dei principi della Termodinamica (tra cui il celeberrimo secondo principio della Termodinamica) e della classificazione delle trasformazioni dei gas (isoterma, isocora, isobara e adiabatica). In questo contesto ci soffermeremo su tantissime applicazioni pratiche ed esercizi, con particolare riferimento alle macchine termiche, ai cicli e alla loro classificazione. Per concludere introdurremo un'ultima, fondamentale grandezza caratteristica dei sistemi termodinamici: l'entropia.

 

Nel corso delle spiegazioni elencheremo e commenteremo tutte le formule della Termodinamica: non ci limiteremo ad elencare le leggi e le formule, ma approfondiremo le spiegazioni con opportuni commenti, esempi numerici ed esercizi svolti. 

 

Sappiate inoltre che gli argomenti trattati vengono affrontati sia alle scuole superiori che all'università, e quindi vengono spiegati in maniera più o meno approfondita a seconda del contesto. Noi abbiamo provato ad esporli in modo che possano essere utili per tutti, sia per il ripasso che per lo studio da zero, e di volta in volta non mancheremo nel segnalarvi eventuali approfondimenti riservati ai soli studenti universitari.

 

PS: la sezione di esercizi svolti di Termodinamica è in costruzione. In caso di necessità sappiate che qui su YouMath avete a disposizione tantissimi esercizi risolti e potete trovare tutto quello che vi serve usando la barra di ricerca interna. ;)