Termodinamica e Termoidraulica - Ingegneria Meccanica, Nucleare ...

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Nozioni introduttivePressioneLa pressioneatmosferica al livellodel mare vale1 atm = 101325 Pa1 bar = 10000 PaNozioni introduttive• Processo o trasformazione (termodinamica): : quando lo stato del sistema cambia neltempo (e questo si vede perché cambiano le sue proprietà) ) si dice che esso subisceuna trasformazione. Una trasformazione può essere spontanea o indotta dagliscambi del sistema con l'esterno. Trasformazione diabatica: : trasformazione durante la quale vi è scambio dicalore. Trasformazione adiabatica: : trasformazione durante la quale lo scambio di caloreè nullo. Trasformazione isoentropica: : trasformazione ad entropia costante.• Quando un sistema in un dato stato si allontana da questo attraverso una sequenzadi processi e successivamente ritorna nel suo stato iniziale si dice che è statosottoposto ad un ciclo (o trasformazione ciclica).Trasformazione reversibile: : trasformazione che può considerarsi come una successione di stati diequilibrio (idealizzazione delle trasformazioni reali). In tal caso cil verso della trasformazione puòessere invertito ripercorrendo esattamente la trasformazione all’indietro attraverso gli stessi stati diequilibrio.Trasformazione irreversibile: : trasformazione non reversibile (le trasformazioni reali sonoirreversibili).6
Nozioni introduttive• Diagrammi di stato. . Come già accennato, noi considereremo sistemi bivarianti,ovvero sistemi il cui stato è fissato univocamente da una coppia di variabili di statoindipendenti. Se lo stato del sistema dipende dai valori di due sole variabili, allora èpossibile rappresentarlo con un punto su un piano che verrà pertanto dettodiagramma di stato. Per adesso, possiamo introdurre il piano p-V (diagramma diClapeyron) ) in cui si riporta lo stato del sistema in funzione delle due variabili vsuddette.La serie di statiattraverso i quali unsistema passa duranteuna trasformazione èchiamatapercorsodella trasformazioneISOBARA: p = costISOCORA: V = costEsempi di tre diverse trasformazioni reversibili aventi gli stessi si stati estremi. In particolare, latrasformazione C è costituita da un ramo a pressione costante (trasformazione(isobara) ) seguito dauno a volume costante (trasformazione(isovolumica od isocora).Nozioni introduttive• Caratteristiche delle proprietà di stato L’integrale di una funzione di stato X lungo un qualunque percorso aperto(ovvero, i cui estremi non coincidono) dipende solo dagli estremi i di integrazionee non dal percorso.dX= dX=...∫∫1A 2 1B 2 L’integrale di una funzione di stato X lungo un qualunque percorso chiuso ènullo.∫ dX = 0 In un sistema bivariante, , se X, Y, Z sono funzioni di stato e Y e Z sonoindipendenti, vale la seguente espressione⎛ ∂X⎞ ⎛ ∂X⎞dX = ⎜ dY dZY⎟ +⎜ ZZ⎟⎝ ∂⎠ ⎝ ∂⎠YIn matematica l’equazione lprecedente viene detta forma differenziale esatta (o,semplicemente, dX viene detto differenziale esatto).Come vedremo nel seguito, ci interesseremo più alla variazione di una funzione di stato che non al suovalore assoluto: : ogni funzione di stato sarà quindi definita a meno di una costante, che rappresenta ilsuo valore in una condizione prefissata. Il valore di tale costanteè in principio arbitrario, anche sein alcuni casi viene fissato dalle convenzioni internazionali.7
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