Richiami di termologia e trasformazioni dei gas
Prof. Gianluca Ferrari
Scale termometriche
Conversione da gradi Celsius a gradi Kelvin:
! = #
°% + 273,15 -
Lo zero assoluto è la minima temperatura fisicamente raggiungibile.
Principio zero della termodinamica
Se un corpo A è in equilibrio termico con un corpo C e se il corpo B è in equilibrio termico con il corpo C, allora (per transitività) il corpo A e il corpo B sono in equilibrio termico fra loro.
Dilatazione termica lineare
L’allungamento del materiale è direttamente proporzionale alla sua lunghezza iniziale e alla variazione di temperatura a cui è soggetto.
Δ" = "$%Δ& , da cui
"( = "$ + Δ" = "$ 1 + %ΔT .
La costante % di proporzionalità è detta coefficiente di dilatazione termica lineare.
Dilatazione termica volumetrica
La variazione di volume del materiale (solido o liquido) è direttamente proporzionale al suo volume iniziale e alla variazione di temperatura a cui è soggetto.
Δ" = "$%Δ& , da cui
"( = "$ + Δ" = "$ 1 + %ΔT .
La costante % di proporzionalità è detta coefficiente di dilatazione termica volumetrica.
Nel caso dei corpi solidi si ha
% = 3. .
Definizione di gas perfetto
Definiamo gas perfetto un gas rarefatto (pressione bassa) a temperatura molto maggiore rispetto a quella di liquefazione.
Nel caso del gas perfetto non c’è quindi interazione tra le molecole del gas. In altre parole l’energia potenziale di interazione fra le molecole del gas è trascurabile.
Equazione di stato del gas perfetto
Prima formulazione:
!"#"
$" = !&#&
$&
Seconda formulazione:
!# = '($
Osservazione: la temperatura dev’essere quella assoluta ($).
Trasformazione isòbara
È una trasformazione a pressione costante.
! = #$%& ⟹ (
) = #$%&
da cui
(*
)* = (+ )+
Trasformazione isocòra
È una trasformazione a volume costante.
! = #$%& ⟹ (
) = #$%&
da cui
(*
)* = (+ )+
Trasformazione isoterma
È una trasformazione a temperatura costante.
! = #$%& ⟹ () = #$%&
da cui
(*)* = (+)+
Bibliografia
• Amaldi U., L’Amaldi per i licei scientifici.blu, vol. 1, Seconda edizione, Bologna, Zanichelli, 2015
• Zemanski M. W., Dittman R. H., Heat and Thermodynamics, Seventh edition, McGraw-Hill Education, 1997
