Prime due lezioni di termodinamica: incomprensione totale.
Prima domanda:
L'energia di un sistema termodinamico è la somma di energia cinetica e potenziale. Cioé:
$E = sum_(i = 1)^n {1/2 * m_i * v_i ^2} + E_p (\vec (r_1) , \vec (r_2), ... \vec (r_n))$[/list:u:2bzoa66q]
con $\vec (r_i)$, $v_i$ proprietà dell'i-esima particella.
Mi chiedo: come faccio a pensare all'energia potenziale per una particella? A quali forza potrebbe essere sottoposta una particella rispetto ad un'altra?
Domanda due:
Sistemi debolmente accoppiati: l'energia diventa una grandezza additiva. $E = E_1 + E_2$; ci sarebbe anche $E_(1,2)$ relativa all'interazione fra i due sistemi. Nei sistemi debolmente accoppiati questa è trascurabile.
Esempio: due gocce d'acqua: l'ipotesi che possano essere debolmente accoppiate comporta un errore. Le approssimo a due sfere (con uguale volume). Se le faccio unire il volume raddoppia, non la superficie. Quindi è meglio che non siano troppo piccole.
L'implicazione in corsivo non mi torna per nulla.
Domanda tre:
Postulato fondamentale: dati i parametri primitivi $U$ (energia interna del sistema), $V$ (volume occupato), $x$ (parametro aggiuntivo che varierà da sistema a sistema a seconda delle esigenze), $n$ (numero di moli), esiste una funzione continua e derivabile detta entropia $S$.
$S = S(U, V, x, n)$
Il differenziale di questa funziona sarà:
$dS = (\partial S) / (\partial U) (U, V, n) * dU + ((\partial S) / (\partial V)) (U, V, n) * dV + ((\partial S) / (\partial x)) (U, V, n) * dx + ((\partial S) / (\partial n)) (U, V, x)*dn$
Ora, dico che:
$((\partial S) / (\partialU)) (U, x, n) = 1/T$, con $T = {"temperatura"}$
$((\partial S) / (\partial V)) (U, x, n) = P / T$, con $P = {"pressione"}$
$- ((\partial S) / (\partial T)) (U, V, x)= \mu / T$, con $\mu = {"potenziale chimico"}$
$((\partial S) / (\partial U)) (U, V, n) = x / T$, con $x = {"parametro generico"}$
Allora posso riscrivere il differenziale della funzione entropia come:
$dS = 1 / T * dU + P / T * dV + x / T * dx - \mu / T *dn$
Mi chiedo: ma quella sfilza di multipli di $T$ come se li trova? E' un fatto che devo accettare per il momento o c'è qualcosa di profondo che invece non riesco a vedere?
Per ora basta così anche se le cose che non mi sono chiare sono ancora molte in sole 4 ore di lezione e sono un po' preoccupato.
Grazie!
Risposte
Hai tutta la mia comprensione. Non si può iniziare un corso di Termodinamica con due lezioni fatte a questa maniera.
Questo non è l'inizio della Termodinamica! Che devono capire dei poveri studenti alle prime armi con questa materia?
MA questo è solo un parere...
Consulta pure il Silvestrini.
Questo non è l'inizio della Termodinamica! Che devono capire dei poveri studenti alle prime armi con questa materia?
MA questo è solo un parere...
Consulta pure il Silvestrini.
"navigatore":
Hai tutta la mia comprensione. Non si può iniziare un corso di Termodinamica con due lezioni fatte a questa maniera.
Questo non è l'inizio della Termodinamica! Che devono capire dei poveri studenti alle prime armi con questa materia?
MA questo è solo un parere...
Consulta pure il Silvestrini.
Sai che ho pensato potesse trattarsi di una sorta di introduzione? Il programma parte dal principio zero della termodinamica.
Mi rincuora poco comunque dato che avrò a che farci per i prossimi mesi.
Sai dirmi qualcosa riguardo alle domande del topic?
L'energia potenziale delle particelle in questo discorso introduttivo è pensata come una funzione, per ora non meglio precisata, della posizione delle particelle stesse, e questo si vede dalle variabili nella generica espressione di $E_p$ , che sono i vettori posizione $vecr_i$ delle particelle.
Per avere un esempio, si può pensare alla attrazione gravitazionale, a cui è collegata una energia di posizione, oppure ad altre forme di interazione come l'interazione elettromagnetica, a cui è collegata appunto l'energia e.m. Le forze tra particelle, che tengono uniti gli atomi e le molecole dei corpi, sono di questa natura: ci vuole dell'energia, da somministrare al corpo sotto una forma appropriata ( calore, lavoro) per allontanare delle particelle tra loro.
Ma sono tutti discorsi un po' generici.
Per quanto riguarda la frase : " Quindi è meglio che non siano troppo piccole" riferita alle due gocce d'acqua, non so che cosa voglia dire. Per chi o per che cosa "è meglio" ? . E a quale fine? Mistero, per me.
Per quanto riguarda il terzo quesito, il tuo libro o il tuo professore "dicono"cioè affermano che è possibile scrivere quel differenziale in quel modo. E noi comuni mortali, che cosa possiamo fare, se non un atto di fede? LE cose si chiariranno in futuro? Lo spero per te....Abbi fede dunque...Le vie dei professori sono finite, prima o poi l'arcano sarà svelato!
Te l'ho detto : io fuggirei da un corso di Termodinamica così impostato. MA tu non puoi fuggire, e me ne dispiace.
Per avere un esempio, si può pensare alla attrazione gravitazionale, a cui è collegata una energia di posizione, oppure ad altre forme di interazione come l'interazione elettromagnetica, a cui è collegata appunto l'energia e.m. Le forze tra particelle, che tengono uniti gli atomi e le molecole dei corpi, sono di questa natura: ci vuole dell'energia, da somministrare al corpo sotto una forma appropriata ( calore, lavoro) per allontanare delle particelle tra loro.
Ma sono tutti discorsi un po' generici.
Per quanto riguarda la frase : " Quindi è meglio che non siano troppo piccole" riferita alle due gocce d'acqua, non so che cosa voglia dire. Per chi o per che cosa "è meglio" ? . E a quale fine? Mistero, per me.
Per quanto riguarda il terzo quesito, il tuo libro o il tuo professore "dicono"cioè affermano che è possibile scrivere quel differenziale in quel modo. E noi comuni mortali, che cosa possiamo fare, se non un atto di fede? LE cose si chiariranno in futuro? Lo spero per te....Abbi fede dunque...Le vie dei professori sono finite, prima o poi l'arcano sarà svelato!
Te l'ho detto : io fuggirei da un corso di Termodinamica così impostato. MA tu non puoi fuggire, e me ne dispiace.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo