1 universitÃ degli studi di pisa facoltÃ di scienze matematiche ...

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TERMODINAMICA PER GEOLOGI6 CFU –lezioni frontaliPierluigi RianiDipartimento di Chimica e Chimica Industriale (Via Risorgimento, 35)Argomenti da conoscere per poter frequentare efficacemente il corso: nozioniminime di Fisica, di Matematica e di Chimica generale.Programma del corsoTermodinamica classica. Definizioni di base: sistema e sue possibilicaratterizzazioni, ambiente, temperatura, calore, lavoro. Stato di un sistema,variabili di stato, equazioni di stato. Trasformazioni. Trasformazioni reversibilie irreversibili. Primo principio della termodinamica: relazioni fra scambi dicalore e di lavoro. Energia interna. Capacità termiche a volume e a pressionecostante. Entalpia. Applicazioni chimiche del primo principio dellatermodinamica: la termochimica. Formulazioni del secondo principio dellatermodinamica. Le macchine termiche cicliche e il loro rendimento. Ilrendimento limite di una macchina termica che lavora reversibilmente. Calcolodel rendimento limite tramite il ciclo di Carnot. Analisi del ciclo di Carnot;estensione dell’analisi a un ciclo reversibile generico e definizione dellagrandezza entropia. Condizioni sulle variazioni di entropia in unatrasformazione generica all'interno di un sistema isolato. La disuguaglianza diClausius.Sistemi a composizione variabile e conseguente aumento delle variabilinecessarie per la definizione dello stato del sistema. Introduzione delle funzionitermodinamiche ausiliarie energia libera di Helmoltz ed energia libera diGibbs. Il potenziale chimico e le sue implicazioni sulle condizioni di equilibrio.Equilibri di fase in sistemi a un componente: equazione di Clapeyron edequazione di 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 divapore. Leggi limite di Raoult e di Henry. Definizione di Attività. L’equilibriochimico in fase condensata.Gas perfetti e gas reali. L’equazione di stato dei gas perfetti. Deviazionidall’idealità e introduzione del fattore di 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 di Van der Waals.74
Tentativo di costruzione di un’equazione di stato dei gas reali in termini digrandezze ridotte: l’equazione degli stati corrispondenti.Applicazioni. Fondazioni termodinamiche della teoria di geotermometri egeobarometri.Obiettivi formativiAl termine del corso lo studente dovrà essere in grado di: definire le principalifunzioni termodinamiche; collegare le variazioni delle principali funzionitermodinamiche a dati sperimentali accessibili; enunciare ed applicare il primoe il secondo principio della termodinamica; utilizzare dati termodinamicitabulati per calcolare entalpie di reazione e costanti di equilibrio; applicare aproblemi geologici (geotermometri e geobarometri) alcune nozioni ditermodinamica.Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto.Testi consigliati- Appunti forniti dal docente.- Atkins P.W.: Fondamenti di Chimica fisica. Zanichelli.Commissione d’esame: P. Riani, I. Cacelli.Orario di ricevimento: Giovedì, 11 – 13.TETTONICA(Codice insegnamento DD263)6 CFU – 4CFU lezioni frontali; 2 CFU lezione fuori sedeLuca PandolfiDipartimento di Scienze della TerraProgramma del corsoIl corso consiste di 32 ore di lezioni frontali (=4 CFU) seguite da unaescursione di 6 giorni (= 2CFU) attraverso una catena montuosa. L'esameverterà sull'intero programma del corso. La preparazione dell’escursione daparte degli studenti fa parte integrante del corso.INTRODUZIONE. Cenni su: struttura interna della terra, caratteristichegeofisiche e petrologiche della litosfera continentale ed oceanica, modelli75
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