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Termodinamica La termodinamica studia gli stati della materia e come essi differiscono tra loro in termini di energia. Studia inoltre le trasformazioni energetiche, in particolare da calore a lavoro e viceversa. Consente di conoscere: 1. Quali molecole possono formarsi e quali reazioni possono avvenire 2. La composizione del sistema all’equilibrio 3. L’Energia coinvolta nelle reazioni Chimiche La termodinamica fornisce un insieme di regole che si applicano a un oggetto o un insieme di oggetti qualunque, indipendentemente da cosa essi sono, da cosa erano o da cosa saranno in futuro E’ completamente empirica
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E’ costruita su 4 Principi e usa strumenti matematici “semplici” Principio 0 definisce la temperatura (T ) 1° Principio definisce l’energia (U ) 2° Principio definisce l’entropia (S ) 3° Principio consente di ottenere valori numerici dell’ entropia Questi Principi sono UNIVERSALMENTE VALIDI e NON è possibile aggirarli Termodinamica classica (sviluppata nel XIX secolo): non è basata su alcun modello sulla costituzione della materia (atomi o molecole) Termodinamica statistica : teoria delle connessioni tra le proprietà atomiche (microscopiche) e le proprietà dell’insieme (macroscopiche)
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TERMODINAMICA CLASSICA Approccio macroscopico : le grandezze termodinamiche vengono considerate empiricamente prescindendo dalla struttura atomica della materia. Strumenti di lavoro Termometri, manometri, bilance, calorimetri, serbatoi di calore, macchine termiche, frigoriferi, pompe, turbine,….strumenti di calcolo Strumenti matematici Il calcolo differenziale applicato a funzioni di una o più variabili. Vantaggi È possibile descrivere lo stato di un sistema mediante un limitato numero di grandezze; fornisce metodi semplici e diretti per la soluzione di problemi chimico-fisici. Svantaggi Manca la descrizione delle grandezze termodinamiche in termini di struttura molecolare. TERMODINAMICA STATISTICA Approccio microscopico : si basa sul comportamento medio del gran numero di particelle che compongono la materia, ricorrendo a concetti quali velocità quadratica media delle molecole, distribuzione e livelli di energia. Strumenti di lavoro Strumenti di calcolo. Strumenti matematici Meccanica statistica e teoria delle probabilità. Distribuzione di valori di una grandezza fisica microscopica, valor medio, valore più probabile, valore quadratico medio, funzione di partizione, probabilità termodinamica. Vantaggi Conferisce un significato più intuitivo alle grandezze termodinamiche, collegandole alle proprietà molecolari. . Svantaggi L’approccio è più complesso.
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“Una teoria è tanto più convincente quanto maggiore è la semplicità delle sue premesse, quanto più varie sono le cose che mette in relazione e quanto più estesa è la sua area di applicabilità. Per questo, la Termodinamica classica mi fece un’impressione così profonda. E' la sola teoria fisica di contenuto universale che sono certo non verrà mai sovvertita, entro i limiti in cui i suoi concetti sono applicabili.” Albert Einstein
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This note was uploaded on 10/30/2010 for the course INDUSTRIAL 01 taught by Professor Fusina during the Fall '10 term at Università di Bologna.

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