Appunti di fisica: la termodinamica

tramite: O2O
Difficoltà: difficile
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Introduzione

Ogni corpo allo stato solido, liquido o gassoso risulta essere in relazione con gli altri precisamente attraverso degli scambi di energia e calore; inoltre, un insieme di almeno due corpi si chiama sistema fisico. La termodinamica è una parte della fisica, che si occupa di esaminare questi sistemi dal punto di vista degli scambi di calore e di energia: sotto quest'ottica una stella, il gas e una cellula rappresentano dei sistemi dinamici. Inizialmente, questo particolare argomento potrebbe sembrarvi piuttosto complicato, ma sicuramente con molto impegno e molta costanza riuscirete a comprenderlo nel modo migliore. Infatti, tramite questa dettagliata guida e tramite alcune accurate ed approfondite ricerche sul web, potrete provare a comprendere la termodinamica esclusivamente da soli. In questo preciso modo, non solo vi sentirete piuttosto soddisfatti per il risultato ottenuto, ma potrete soprattutto risparmiare grosse somme del vostro denaro dal momento che non avrete la necessità di rivolgervi ad un professore privato per farvi impartire delle lezioni, a volte anche troppo costose. Quindi, continuate a leggere attentamente i passi di questa interessante guida per apprendere degli utili appunti di fisica: la termodinamica.

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I tre principi:

"Il principio zero" afferma precisamente che se un corpo A risulta essere in equilibrio con un corpo B e con un corpo C, allora B e C di conseguenza sono in equilibrio termico tra di loro. Successivamente, vi è "il primo principio", secondo il quale la variazione dell'energia interna di un sistema risulta essere uguale alla somma del calore assorbito e del lavoro fatto dall'ambiente esterno sul sistema. In base al "secondo principio" un sistema termodinamico che sia stato perturbato giunge a una nuova condizione di equilibrio, che risulta essere esattamente quella che corrisponde all'aumento dell'entropia massima possibile. Infine "il terzo principio" dichiara invece che con un processo composto da un numero finito di passi, non è possibile raffreddare un corpo fino alla temperatura dello zero assoluto.

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Punto di vista microscopico:

Dunque, da un punto di vista microscopico i sistemi termodinamici non sono altro che sistemi meccanici fatti da molecole; e che il calore prodotto non risulta essere altro che l'energia scaturita precisamente dall'agitazione termica delle molecole. Quando si ha trasferimento di calore per contatto da un corpo all'altro, l'agitazione termica delle molecole del corpo più caldo si trasmette naturalmente alle molecole contigue del corpo più freddo, attraverso un grande numero di urti disordinati. Essa si propaga esattamente di molecola in molecola.

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Spiegazione dei principi:

A livello molecolare il “principio zero” spiega esattamente che quando due corpi sono messi a contatto, gli urti disordinati delle molecole producono precisamente un flusso di energia dal corpo più caldo verso quello più freddo. Tale flusso si chiama precisamente scambio termico e prosegue fintanto che i due corpi raggiungono esattamente l’equilibrio termico. Con il primo principio si sostiene che lo spazio e il tempo sono omogenei e le leggi della meccanica sono invarianti rispetto alle trasformazioni di Galileo. Il secondo principio si riassume nell'ipotesi che ogni microstato ha la stessa probabilità di realizzarsi di qualunque altro, allora i macrostati che si realizzano più spesso sono quelli di maggiore molteplicità. Infine con il terzo principio si sostiene che con un processo composto da un numero finito di passi, non risulta essere affatto possibile ridurre l'energia cinetica media delle molecole di un corpo fino a zero.

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