Calore scambiato in un sistema termodinamico
Salve a tutti volevo chiedervi aiuto su un problema che riguarda la termodinamica.
In un sistema termodinamico l’ energia interna é una variabile di stato che dipende solo dalle coordinate termodinamiche (temperatura pressione volume ecc) ad eccezione dei gas perfetti che dipende solo dalla temperatura.
Ora mi chiedo, il mio libro quando parla degli esperimenti di Joule afferma che in tutti i suoi esperimenti il lavoro determina un uguale variazione di temperatura con la stessa costante di proporzionalità ma non parlando delle altre coordinate termodinamiche, e poi sulla base di queste affermazione scrive la seguente relazione W=$delta$U.
Quello che non capisco è perché considera sola la temperatura e non le altre coordinate cioè per essere sicuri che il lavoro fornito dal sistema con diversi processi determina la stessa variazione di energia interne non si dovrebbe controllare che anche le altre coordinate termodinamiche abbiano avuto la stessa variazione?
Spero di essermi espresso in una maniera comprensibile
.
Un altra domanda.Lo scambio di calore tra due sistemi avviene solo se c’è una differenza di temperatura tra essi ?o è possibile avere scambi di calore anche se non c’è differenza di temperatura ?inoltre oltre al caso del cambiamento di fase esistono altri casi in cui lo scambio di calore NON determina una variazione di temperatura?Riuscireste a farmi degli esempio.
Grazie mille a tutti in anticipo.
In un sistema termodinamico l’ energia interna é una variabile di stato che dipende solo dalle coordinate termodinamiche (temperatura pressione volume ecc) ad eccezione dei gas perfetti che dipende solo dalla temperatura.
Ora mi chiedo, il mio libro quando parla degli esperimenti di Joule afferma che in tutti i suoi esperimenti il lavoro determina un uguale variazione di temperatura con la stessa costante di proporzionalità ma non parlando delle altre coordinate termodinamiche, e poi sulla base di queste affermazione scrive la seguente relazione W=$delta$U.
Quello che non capisco è perché considera sola la temperatura e non le altre coordinate cioè per essere sicuri che il lavoro fornito dal sistema con diversi processi determina la stessa variazione di energia interne non si dovrebbe controllare che anche le altre coordinate termodinamiche abbiano avuto la stessa variazione?
Spero di essermi espresso in una maniera comprensibile
.Un altra domanda.Lo scambio di calore tra due sistemi avviene solo se c’è una differenza di temperatura tra essi ?o è possibile avere scambi di calore anche se non c’è differenza di temperatura ?inoltre oltre al caso del cambiamento di fase esistono altri casi in cui lo scambio di calore NON determina una variazione di temperatura?Riuscireste a farmi degli esempio.
Grazie mille a tutti in anticipo.
Risposte
"nicolo_galli22":
Un altra domanda.Lo scambio di calore tra due sistemi avviene solo se c’è una differenza di temperatura tra essi ?o è possibile avere scambi di calore anche se non c’è differenza di temperatura ?inoltre oltre al caso del cambiamento di fase esistono altri casi in cui lo scambio di calore NON determina una variazione di temperatura?
L'esempio è una trasformazione isoterma reversibile.
Ciao grazie per la risposta.
Domanda in una trasformazione isoterma con un gas perfetto si ha W=Q.
Per esempio mi immagino un gas perfetto all’interno di una struttura con un pistone mobile, collegata ad una sorgente ideale ,sopra al pistone ci sono dei pesetti di massa infinitesima ora se tolgo un pesetto questo determinerà una variazione di pressione e volume e quindi un lavoro che sarà poi controbilanciata da una scambio di calore.
Ora questo scambio di calore riporterà le coordinate termodinamiche a come era prima che si fosse tolto il passetto?cioé pressione e volume varieranno fino a tornare alla condizione iniziale?
Domanda in una trasformazione isoterma con un gas perfetto si ha W=Q.
Per esempio mi immagino un gas perfetto all’interno di una struttura con un pistone mobile, collegata ad una sorgente ideale ,sopra al pistone ci sono dei pesetti di massa infinitesima ora se tolgo un pesetto questo determinerà una variazione di pressione e volume e quindi un lavoro che sarà poi controbilanciata da una scambio di calore.
Ora questo scambio di calore riporterà le coordinate termodinamiche a come era prima che si fosse tolto il passetto?cioé pressione e volume varieranno fino a tornare alla condizione iniziale?
No: quando togli il passetto (che suppongo sia un pesetto) la pressione diminuisce, il gas si espande, il sistema compie lavoro, si raffredda, assorbe calore dalla sorgente, torna alla temperatura iniziale, e la cosa finisce lì. Il lavoro prodotto è uguale al calore assorbito, ma pressione e volume sono cambiati.
Quindi l’unico effetto che ha lo scambio di calore è quello di variare la temperatura e non le altre coordinate termodinamiche? esistito casi in cui lo scambio di calore determina una variazione di pressione o volume senza far variare la temperatura?
cioè la mia domanda é ,il lavoro e il calore hanno gli stessi effetti sul sistema termodinamico?se applico sul sistema un lavoro che varia la pressione e volume, posso ottenere gli stessi risultati anche con il calore.
"nicolo_galli22":
Quindi l’unico effetto che ha lo scambio di calore è quello di variare la temperatura e non le altre coordinate termodinamiche? esistito casi in cui lo scambio di calore determina una variazione di pressione o volume senza far variare la temperatura?
Ti ho detto proprio l'opposto. In una trasformazione isoterma, la temperatura non cambia, e pressione e volume sì. Ti ho messo le cose come se fossero passi successivi, ma la sequenza è solo logica.
Grazie mille sei stato gentilissimo.
Un ultima cosa se é possibile. Esiste una formula per il calore $ Q=Cp\cdot Delta T $ ,quello che non capisco é che in questa formula sembra che il calore dipenda esclusivamente dalla variazione di temperatura e non dalle altre coordinate termodinamiche ,evidentemente questo non é vero giusto ?la formula vale sono in alcuni casi allora ?
Un ultima cosa se é possibile. Esiste una formula per il calore $ Q=Cp\cdot Delta T $ ,quello che non capisco é che in questa formula sembra che il calore dipenda esclusivamente dalla variazione di temperatura e non dalle altre coordinate termodinamiche ,evidentemente questo non é vero giusto ?la formula vale sono in alcuni casi allora ?
"nicolo_galli22":
. Esiste una formula per il calore $ Q=Cp\cdot Delta T $ ,quello che non capisco é che in questa formula sembra che il calore dipenda esclusivamente dalla variazione di temperatura e non dalle altre coordinate termodinamiche ,evidentemente questo non é vero giusto ?
Ce n'è un'altra, $Q = C_vDeltaT$ il che ti dà, limitatamente, ragione. Per un gas, scaldarlo a pressione costante (prima formula) o a volume costante (seconda formula) è differente, ossia $C_p$ e $C_v$ sono diversi, e $C_p > C_v$ in quanto che scaldare a pressione costante implica un aumento di volume, quindi un lavoro, a spese del calore fornito. Ma vedo solo questa dipendenza dalle altre coordinate.
Ma io non sono un esperto, meglio aspettare altre risposte.
Grazie sei stato veramente gentilissimo
Scusate ancora.
Se io avessi un sistema termodinamico formato da un gas ideale è un pistone mobile collegato ad una sorgente termica ideale, e volessi fornire al sistema ulteriore calore avvicinandolo ad un corpo più caldo ed infine allontanano quest’ultimo.Cosa succederebbe al mio sistema ?la temperatura alla fine dovrebbe essere quella della sorgente ma pressione e volume sono cambiati rispetto a prima che avvicinassi il corpo caldo?
Se io avessi un sistema termodinamico formato da un gas ideale è un pistone mobile collegato ad una sorgente termica ideale, e volessi fornire al sistema ulteriore calore avvicinandolo ad un corpo più caldo ed infine allontanano quest’ultimo.Cosa succederebbe al mio sistema ?la temperatura alla fine dovrebbe essere quella della sorgente ma pressione e volume sono cambiati rispetto a prima che avvicinassi il corpo caldo?
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