Cos’è la termodinamica e a cosa serve

Nel nostro post del blog www.progettosani.it vediamo: Cos’è la termodinamica e a cosa serve.

In questa occasione studieremo il concetto di termodinamica, spiegando a cosa è dedicata questa branca della fisica, le sue leggi fondamentali e le sue applicazioni nella modernità.

Cos’è la termodinamica?

la termodinamica è A branca della fisica che studia gli effetti prodotti dalle variazioni di pressione, volume e temperatura dei sistemi fisici e dei materiali (porzioni di materia, insieme di corpi, un materiale, ecc.). Infatti la parola termodinamica è formata da “thermo” e “dynamia”, che si riferiscono al calore e al movimento, che è proprio ciò che questa disciplina studia: il movimento del calore nei corpi.

Grazie allo sviluppo di questa pratica, sono stati studiati i vari fenomeni fisici coinvolti in questi processi, motivo per cui è stato applicato in tempi diversi per generare miglioramenti della produttività e della tecnologia nel settore.

Cosa studia la termodinamica?

La termodinamica studia e classifica le interazioni tra diversi sistemi termodinamici. Un sistema termodinamico ha proprietà che determinano la Energia interna, così come il potenziali termodinamici, e sono legati da equazioni di stato. Con queste informazioni sarà possibile determinare le condizioni di equilibrio tra sistemi interagenti, processi spontanei o scambio di energia.

Lo studio della termodinamica coinvolge i seguenti concetti e leggi, che sono ciò che consente di determinare i cambiamenti nei sistemi:

  1. Leggi della termodinamica: Definiscono come l’energia viene scambiata nei sistemi fisici attraverso il calore o il lavoro.
  2. Entalpia: È una funzione di stato relativa a assorbimento di energia, poiché la quantità di calore fornita a un sistema ne aumenta l’entalpia e gli consente di svolgere lavoro esterno.
  3. entropia: Definisce il disordine in cui si muovono le particelle interne, cioè il loro energia cinetica.
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Le leggi della termodinamica

I postulati di queste leggi fondamentali della termodinamica:

  • Principio zero: La legge zero della termodinamica postula che quando due sistemi in equilibrio termico interagiscono, condividono proprietà che possono essere quantificate. Cioè, se due sistemi termici sono in equilibrio con un altro sistema, saranno in equilibrio tra loro e la proprietà che condivideranno è la temperatura. Questo si basa sul principio di conservazione dell’energia.
  • Primo principio: La prima legge della termodinamica afferma che quando due corpi di diversa temperatura entrano in contatto, si produrrà uno stato di equilibrio attraverso il trasferimento di calore dal corpo più caldo a quello più freddo fino a quando le temperature non si saranno equalizzate. Così, La variazione di energia interna di un sistema termodinamico chiuso è pari al differenziale tra il calore fornito al sistema e il lavoro svolto dal sistema sull’ambiente.
  • Secondo principio: Questa legge è direttamente correlata alla prima, in quanto postula che il trasferimento di calore vada sempre dal corpo con la temperatura più alta al corpo con la temperatura più bassa.
  • Terzo principio: Afferma che l’entropia è sempre in aumento e che è impossibile raggiungere l’entropia zero in processi di trasformazione finiti.

Usi e applicazioni della termodinamica

Queste sono alcune delle applicazioni della termodinamica nei processi di ingegneria, scienza e trasporto, tra gli altri:

Cos'è la termodinamica e a cosa serve
  • Cucina: Cucinare e mangiare sono il modo più semplice per visualizzare i processi termodinamici, poiché le trasformazioni fisico-chimiche si ottengono attraverso la temperatura.
  • Energie alternative: Attraverso lo studio termodinamico si eseguono calcoli e progetti per ottenere energia solare termica, basata sullo scambio termico.
  • Applicazioni industriali: Legato alla termodinamica, poiché il processo di conversione delle materie prime in prodotti richiede macchinari, energia e trasformazione.
  • Scienza dei materiali: Nell’ottenimento di nuovi materiali, vengono studiate le proprietà fisiche e chimiche dei processi chimici da applicare in detti processi.
  • Generazione di elettricità: Nelle centrali termoelettriche, i principi termodinamici vengono utilizzati per l’azione delle turbine a vapore, nonché dei generatori elettrici.
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