(termodinamica) entropia sistema-ambiente-universo
Salve a tutti,
mi sono accorta di avere un po' di confusione sulle variazioni di entropia. Leggendo negli appunti e su internet ho trovato cose discordanti, quindi vi chiedo di aiutarmi!
Dunque, io so che l'entropia di un sistema non cambia se questo compie un ciclo di trasformazioni (reversibili o non), e questo vale sia se un sistema è isolato che se non lo è. Se il sistema è isolato è chiaro che entropia dell'universo è nulla. Se invece il sistema non è isolato:
1)se il ciclo è composto da tutte trasformazioni reversibili, la variazione di entropia dell'universo è = 0? se sì si può dire che la variazione di entropia dell'ambiente durante una singola trasformazione è uguale e opposta a quella del sistema? e comunque la variazione di entropia totale dell'ambiente e del sistema non sarebbero entrambe 0?
2)se il ciclo è composto anche da trasformazioni irreversibili, se il sistema è isolato l'entropia dell'universo aumenta? ma come fa ad aumentare se comunque, essendo un ciclo, l'entropia del gas è sempre la stessa? e se non è isolato?
Spero che possiate chiarirmi un po' le idee!
Grazie in anticipo
Valentina
mi sono accorta di avere un po' di confusione sulle variazioni di entropia. Leggendo negli appunti e su internet ho trovato cose discordanti, quindi vi chiedo di aiutarmi!
Dunque, io so che l'entropia di un sistema non cambia se questo compie un ciclo di trasformazioni (reversibili o non), e questo vale sia se un sistema è isolato che se non lo è. Se il sistema è isolato è chiaro che entropia dell'universo è nulla. Se invece il sistema non è isolato:
1)se il ciclo è composto da tutte trasformazioni reversibili, la variazione di entropia dell'universo è = 0? se sì si può dire che la variazione di entropia dell'ambiente durante una singola trasformazione è uguale e opposta a quella del sistema? e comunque la variazione di entropia totale dell'ambiente e del sistema non sarebbero entrambe 0?
2)se il ciclo è composto anche da trasformazioni irreversibili, se il sistema è isolato l'entropia dell'universo aumenta? ma come fa ad aumentare se comunque, essendo un ciclo, l'entropia del gas è sempre la stessa? e se non è isolato?
Spero che possiate chiarirmi un po' le idee!
Grazie in anticipo
Valentina
Risposte
Ciao, ora non ho tempo di risponderti in modo completo, comunque nell'attesa potresti dare un'occhiata qui:
viewtopic.php?f=19&t=108988
So che non ci sono tutte le risposte ma magari può esserti utile
viewtopic.php?f=19&t=108988
So che non ci sono tutte le risposte ma magari può esserti utile
Da una lettura veloce mi sembra che tu non abbia capito quale sia la quantità fisicamente significativa. Essa non è, infatti, l'entropia, ma la variazione di entropia. Infatti tu scrivi:
Una frase di questo tipo non ha alcun senso. L'entropia è definita a meno di una costante, dunque il "livello zero" dell'entropia è arbitrario. È per questo motivo che è significativa la sua variazione, poiché essa risulta (per definizione) indipendente dalla costante additiva.
Non ho mai amato la Termodinamica, e ora ne sono arrugginito. Ma se non ricordo male, sì. Cicli composti da trasformazioni reversibili comportano una variazione di entropia nulla, sia per il sistema che per l'ambiente (entrambi tornano nello stato iniziale) e, dunque, anche per l'Universo.
$0=-0$, e $0+0=0$.
Mi sembra di sì. Compiendo trasformazioni irreversibili è impossibile far tornare un sistema allo stato iniziale senza modificare anche la parte restante dell'Universo. La variazione di entropia del sistema potrà anche essere nulla (come lo è in un ciclo), ma in presenza di trasformazioni irreversibili l'entropia dell'Universo non può che aumentare. Il sistema torna, cioè, nel suo stato iniziale, ma l'Universo è modificato permanentemente.
Da quel che ricordo è proprio l'aumento di entropia che segnala la presenza di trasformazioni irreversibili nell'Universo.
Se il sistema è isolato è chiaro che entropia dell'universo è nulla.
Una frase di questo tipo non ha alcun senso. L'entropia è definita a meno di una costante, dunque il "livello zero" dell'entropia è arbitrario. È per questo motivo che è significativa la sua variazione, poiché essa risulta (per definizione) indipendente dalla costante additiva.
1)se il ciclo è composto da tutte trasformazioni reversibili, la variazione di entropia dell'universo è = 0?
Non ho mai amato la Termodinamica, e ora ne sono arrugginito. Ma se non ricordo male, sì. Cicli composti da trasformazioni reversibili comportano una variazione di entropia nulla, sia per il sistema che per l'ambiente (entrambi tornano nello stato iniziale) e, dunque, anche per l'Universo.
se sì si può dire che la variazione di entropia dell'ambiente durante una singola trasformazione è uguale e opposta a quella del sistema?. e comunque la variazione di entropia totale dell'ambiente e del sistema non sarebbero entrambe 0?
$0=-0$, e $0+0=0$.
se il ciclo è composto anche da trasformazioni irreversibili, se il sistema è isolato l'entropia dell'universo aumenta?
Mi sembra di sì. Compiendo trasformazioni irreversibili è impossibile far tornare un sistema allo stato iniziale senza modificare anche la parte restante dell'Universo. La variazione di entropia del sistema potrà anche essere nulla (come lo è in un ciclo), ma in presenza di trasformazioni irreversibili l'entropia dell'Universo non può che aumentare. Il sistema torna, cioè, nel suo stato iniziale, ma l'Universo è modificato permanentemente.
Da quel che ricordo è proprio l'aumento di entropia che segnala la presenza di trasformazioni irreversibili nell'Universo.
"valentina92":
Se il sistema è isolato è chiaro che entropia dell'universo è nulla.
Intendi dire variazione di entropia dell'universo dopo una trasformazione ciclica per un sistema isolato? Sarebbe corretto, ma occorre precisare qualcosa (vedi risposta all'ultima domanda che fai).
"valentina92":
Se invece il sistema non è isolato:
1)se il ciclo è composto da tutte trasformazioni reversibili, la variazione di entropia dell'universo è = 0?
Sì.
"valentina92":
se sì si può dire che la variazione di entropia dell'ambiente durante una singola trasformazione è uguale e opposta a quella del sistema?
Sì ( se stiamo sempre parlando di trasformazioni reversibili).
"valentina92":
e comunque la variazione di entropia totale dell'ambiente e del sistema non sarebbero entrambe 0?
Sì.
"valentina92":
2)se il ciclo è composto anche da trasformazioni irreversibili, se il sistema è isolato l'entropia dell'universo aumenta?
No ....se il sistema fosse veramente isolato però! ...peccato sia impossibile compiere un ciclo con trasformazioni irreversibili mantenendo allo stesso tempo il sistema isolato dal resto dell'universo (per isolato si intende in termini di calore e di lavoro scambiato con l'esterno).
D'altronde se si sono compiute delle trasformazioni irreversibili, ancorché cicliche, per definizione di irreversibilità l'universo non può trovarsi nelle condizioni iniziali.
"valentina92":
Se il sistema è isolato è chiaro che entropia dell'universo è nulla.
Ho sbagliato a scrivere, lo so che si tratta di variazione di entropia, chiedo venia! Comunque adesso è più chiaro. Grazie a tutti!
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