Lavoro in termodinamica
Ciao a tutti. Faccio fatica a trovare una definizione generale e rigorosa di quello che è il lavoro in termodinamica.
A lezione mi è stato definito usando un pistone con dentro un gas.
Si parte da una situazione di equilibrio dove $P_E=P_(gas)$
A un certo punto vario la pressione $P_E$ in modo che risulti diversa da quella interna. Il pistone inizia a muoversi e la forza responsabile della pressione esterna compie un lavoro sul sistema $delta W=-F_E dx=- P_E dV$.
La pressione interna è in generale non ben definita (perché quella esterna lo è? Perché ciò che sta fuori è grande e non risulta troppo perturbato dal movimento del pistone?)
Però per motivi storici noi scegliamo di considerare il lavoro che il sistema compie sull'ambiente
Che per motivi non molto chiari è $delta W=P_E dV$ Perché vale questo? Il sistema chi è esattamente? Il gas? Per me ci sono due possibilità
O il pistone ha una massa, e quindi nel muoversi assumerà una energia cinetica, e quindi i due lavori non sono uguali, oppure non ha massa, però a quel punto per evitare accelerazioni infinite devo fare in modo che la forza che agisce da dentro sia circa uguale a quella esterna, però non è restrittivo pensarla così?
Oppure il sistema è gas+pistone? In quel caso non ci sono incongruenze di quel tipo.
In ogni caso trovo insoddisfacente questa definizione, perché stiamo definendo una quantità molto generale in una caso molto specifico, poi sta roba viene usata nei contesti più disparati tipo per solidi, dove non c'è alcun pistone.
Però ovunque si trova questa. Voi conoscete per caso una definizione che sia precisa e generale (degna di un matematico
)?
Grazie per l'aiuto
A lezione mi è stato definito usando un pistone con dentro un gas.
Si parte da una situazione di equilibrio dove $P_E=P_(gas)$
A un certo punto vario la pressione $P_E$ in modo che risulti diversa da quella interna. Il pistone inizia a muoversi e la forza responsabile della pressione esterna compie un lavoro sul sistema $delta W=-F_E dx=- P_E dV$.
La pressione interna è in generale non ben definita (perché quella esterna lo è? Perché ciò che sta fuori è grande e non risulta troppo perturbato dal movimento del pistone?)
Però per motivi storici noi scegliamo di considerare il lavoro che il sistema compie sull'ambiente
Che per motivi non molto chiari è $delta W=P_E dV$ Perché vale questo? Il sistema chi è esattamente? Il gas? Per me ci sono due possibilità
O il pistone ha una massa, e quindi nel muoversi assumerà una energia cinetica, e quindi i due lavori non sono uguali, oppure non ha massa, però a quel punto per evitare accelerazioni infinite devo fare in modo che la forza che agisce da dentro sia circa uguale a quella esterna, però non è restrittivo pensarla così?
Oppure il sistema è gas+pistone? In quel caso non ci sono incongruenze di quel tipo.
In ogni caso trovo insoddisfacente questa definizione, perché stiamo definendo una quantità molto generale in una caso molto specifico, poi sta roba viene usata nei contesti più disparati tipo per solidi, dove non c'è alcun pistone.
Però ovunque si trova questa. Voi conoscete per caso una definizione che sia precisa e generale (degna di un matematico
)?Grazie per l'aiuto
Risposte
Sei parecchio confuso non saprei da dove iniziare a spiegarti
Ehm, un passo per volta?
Allora, la pressione la puoi variare o muovendo il pistone, o aumentando la temperatura.
La pressione interna è dovuta all'energia cinetica del gas, e comunque tu misuri quella.
È chiaro che se vari la pressione lo fai tu, quindi esternamente con il pistone, o con il calore
Il lavoro è una forza per uno spostamento, $ dV=Sdx $
La pressione è una forza diviso una superficie.
Da cui $ dL=PdV=Fdx $
Il Sistema in fisica è la collezione delle variabili dinamiche che descrivono lo stato.
In genere il sistema si può isolare dall'ambiente
La pressione interna è dovuta all'energia cinetica del gas, e comunque tu misuri quella.
È chiaro che se vari la pressione lo fai tu, quindi esternamente con il pistone, o con il calore
Il lavoro è una forza per uno spostamento, $ dV=Sdx $
La pressione è una forza diviso una superficie.
Da cui $ dL=PdV=Fdx $
Il Sistema in fisica è la collezione delle variabili dinamiche che descrivono lo stato.
In genere il sistema si può isolare dall'ambiente
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