1 università degli studi di pisa facoltà di scienze matematiche ...
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TERMODINAMICA PER GEOLOGI6 CFU –lezioni frontaliPierluigi RianiDipartimento <strong>di</strong> Chimica e Chimica Industriale (Via Risorgimento, 35)Argomenti da conoscere per poter frequentare efficacemente il corso: nozioniminime <strong>di</strong> Fisica, <strong>di</strong> Matematica e <strong>di</strong> Chimica generale.Programma del corsoTermo<strong>di</strong>namica classica. Definizioni <strong>di</strong> base: sistema e sue possibilicaratterizzazioni, ambiente, temperatura, calore, lavoro. Stato <strong>di</strong> un sistema,variabili <strong>di</strong> stato, equazioni <strong>di</strong> stato. Trasformazioni. Trasformazioni reversibilie irreversibili. Primo principio della termo<strong>di</strong>namica: relazioni fra scambi <strong>di</strong>calore e <strong>di</strong> lavoro. Energia interna. Capacità termiche a volume e a pressionecostante. Entalpia. Applicazioni chimiche del primo principio dellatermo<strong>di</strong>namica: la termochimica. Formulazioni del secondo principio dellatermo<strong>di</strong>namica. Le macchine termiche cicliche e il loro ren<strong>di</strong>mento. Ilren<strong>di</strong>mento limite <strong>di</strong> una macchina termica che lavora reversibilmente. Calcolodel ren<strong>di</strong>mento limite tramite il ciclo <strong>di</strong> Carnot. Analisi del ciclo <strong>di</strong> Carnot;estensione dell’analisi a un ciclo reversibile generico e definizione dellagrandezza entropia. Con<strong>di</strong>zioni sulle variazioni <strong>di</strong> entropia in unatrasformazione generica all'interno <strong>di</strong> un sistema isolato. La <strong>di</strong>suguaglianza <strong>di</strong>Clausius.Sistemi a composizione variabile e conseguente aumento delle variabilinecessarie per la definizione dello stato del sistema. Introduzione delle funzionitermo<strong>di</strong>namiche ausiliarie energia libera <strong>di</strong> Helmoltz ed energia libera <strong>di</strong>Gibbs. Il potenziale chimico e le sue implicazioni sulle con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> equilibrio.Equilibri <strong>di</strong> fase in sistemi a un componente: equazione <strong>di</strong> Clapeyron edequazione <strong>di</strong> Clausius - Clapeyron. Il potenziale chimico nei gas perfetti, puri ein miscela. Il potenziale chimico nei gas reali, puri e in miscela. La fugacità.L’equilibrio chimico in fase gassosa. Il potenziale chimico e la tensione <strong>di</strong>vapore. Leggi limite <strong>di</strong> Raoult e <strong>di</strong> Henry. Definizione <strong>di</strong> Attività. L’equilibriochimico in fase condensata.Gas perfetti e gas reali. L’equazione <strong>di</strong> stato dei gas perfetti. Deviazionidall’idealità e introduzione del fattore <strong>di</strong> comprimibilità Diagrammi pV/RT - p abasse pressioni e ad alte pressioni. La liquefazione e le grandezze critiche.Significato della temperatura critica e della pressione critica. La spiegazionedel comportamento dei gas reali e il modello <strong>di</strong> Van der Waals.74
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