Stato stazionario ed equilibrio termodinamico
Sul mio libro è riportata la seguente frase:
Lo stato di un sistema termodinamico è noto quando è noto il valore che i parametri di stato hanno in ogni punto del sistema.
1) Questo significa che è richiesto che il valore di ogni parametro sia lo stesso per ogni punto o che bisogna conoscere in ogni punto il valore del parametro? Ho letto che la descrizione mediante parametri di stato ha senso se è possibile assegnare a questi valori che riguardano il sistema nel suo complesso. E' per questo che il modo in cui è definito lo stato termodinamico mi fa venire dubbi!
Se l'insieme dei valori dei parametri di stato resta costante nel tempo il sistema si dice in uno stato stazionario. Se inoltre il sistema è in uno stato stazionario senza che l'ambiente subisca trasformazioni allora lo stato si dice di equilibrio termodinamico.
2) Potreste farmi un esempio di un sistema in uno stato stazionario ma non in equilibrio termodinamico?
Quando si definisce l'equilibrio termodinamico si parte dal considerare un sistema chiuso.
3)Lo si fa perchè nello scambio di materia è insito lo squilibrio chimico?
Grazie
Lo stato di un sistema termodinamico è noto quando è noto il valore che i parametri di stato hanno in ogni punto del sistema.
1) Questo significa che è richiesto che il valore di ogni parametro sia lo stesso per ogni punto o che bisogna conoscere in ogni punto il valore del parametro? Ho letto che la descrizione mediante parametri di stato ha senso se è possibile assegnare a questi valori che riguardano il sistema nel suo complesso. E' per questo che il modo in cui è definito lo stato termodinamico mi fa venire dubbi!
Se l'insieme dei valori dei parametri di stato resta costante nel tempo il sistema si dice in uno stato stazionario. Se inoltre il sistema è in uno stato stazionario senza che l'ambiente subisca trasformazioni allora lo stato si dice di equilibrio termodinamico.
2) Potreste farmi un esempio di un sistema in uno stato stazionario ma non in equilibrio termodinamico?
Quando si definisce l'equilibrio termodinamico si parte dal considerare un sistema chiuso.
3)Lo si fa perchè nello scambio di materia è insito lo squilibrio chimico?
Grazie

Risposte
"TS778LB":
1) Questo significa che è richiesto che il valore di ogni parametro sia lo stesso per ogni punto o che bisogna conoscere in ogni punto il valore del parametro?
È richiesto che bisogna conoscere in ogni punto il valore del parametro - se poi è il valore è lo stesso in ogni punto, allora il sistema è isotropo.
"TS778LB":
Se l'insieme dei valori dei parametri di stato resta costante nel tempo il sistema si dice in uno stato stazionario. Se inoltre il sistema è in uno stato stazionario senza che l'ambiente subisca trasformazioni allora lo stato si dice di equilibrio termodinamico.
2) Potreste farmi un esempio di un sistema in uno stato stazionario ma non in equilibrio termodinamico?
Come hai scritto tu, un sistema si dice essere in stato stazionario quando i valori delle variabili che lo descrivono sono costanti nel tempo: se $X(t)$ è lo stato del sistema, allora esso è stazionario quando
$X(t)=text(costante)$
ossia
$text(d)/(text(d)t)X(t)=0$
Un esempio di condizione stazionaria può essere una vasca dove da una parte entrano 5 litri d'acqua al minuto e dall'altra fuoriescono altri 5 litri d'acqua al minuto: il sistema non è all'equilibrio, ma il parametro $h$, livello dell'acqua nella vasca, è costante nel tempo, dato che
$text(d)/(text(d)t)h(t)=0$
"TS778LB":
Quando si definisce l'equilibrio termodinamico si parte dal considerare un sistema chiuso.
3)Lo si fa perchè nello scambio di materia è insito lo squilibrio chimico?
No, lo si fa perché è il modo più semplice per introdurre il concetto di equilibrio termodinamico.
Comunque va tenuto presente che la termodinamica studia il comportamento di sistemi in condizioni in cui gli stati siano ben definiti dalle variabili di stato appunto.
Per cui la pressione e la temperatura di un gas dentro ad un cilindro ad esempio devono essere in grado di definire completamente ed univocamente il sistema nel suo complesso.
Questo comporta che nei transitori non di equilibrio in cui la pressione o la temperatura del gas non sono definite univocamente dal punto di vista termodinamico non si riesce a dire molto. In ogni caso se il transitorio porta il sistema da uno stato ben definito A ad uno ben definito B comunque è possibile trarre informazioni utili (basta pensare ad una trasformazione irreversibile tra due stati).
Per cui la pressione e la temperatura di un gas dentro ad un cilindro ad esempio devono essere in grado di definire completamente ed univocamente il sistema nel suo complesso.
Questo comporta che nei transitori non di equilibrio in cui la pressione o la temperatura del gas non sono definite univocamente dal punto di vista termodinamico non si riesce a dire molto. In ogni caso se il transitorio porta il sistema da uno stato ben definito A ad uno ben definito B comunque è possibile trarre informazioni utili (basta pensare ad una trasformazione irreversibile tra due stati).