La mole in fisica - video prof. Carpenedo (rif pp 346 e ss vol 1)
- conoscere la relazione tra qds (n) e numero di molecole (N)
- relazione tra qds e massa: saper calcolare il N (ed n) data una certa quantità in grammi Mt; saper calcolare la massa molecolare di una sostanza data la sua composizine chimica; saper identificare la massa atomica nella tavola periodica; l'unità di massa atomica.
- esercizio/verifica: calcolare la massa in grammi di 1 mol di una data sostanza chimicamente definita. La definizione classica di mol.
Il modello a pistone mobile e le grandezze di stato p, V, T, n.
(registrazione mancante)
L'equazione di stato o dei gas: cosa afferma; trovare una grandezza in funzione delle altre
pag 347 (registrazione mancante)
Eq di stato/2: come mantenere una grandezza costante in una trasformazione di un gas
https://drive.google.com/file/d/1xeAQBgqhmdITOO6DKcmpryX5_koyMJWF/view
come si realizza nel modello a pistone mobile una trasf. isobara?
come si realizza nel modello a pistone mobile una trasf. isotermica?
perché a contatto con una grande capacità termica mi aspetto che la temp del gas non cambi?
come posso ottenere una grande capacità termica?
come si realizza nel modello a pistone mobile una trasf. isocora?
Eq. di stato: le quattro leggi in una trasformazione termodinamica e la loro rappresentazione grafica
(rif pp 348 e 350.)
https://drive.google.com/file/d/1dxRF5F3IEazEagnBkMRFpnzrvEHq-4m5/view
da quale andamento è rappresentata una trasf isobara/isotermica/isocora e quali grandezze ci sono negli assi?
la proporzionalità diretta/inversa in una trasf. isoX si riscontra cambiando cosa? Gas? n?
come si deducono le tre leggi francesi dall'eq. di stato?
le leggi francesi cronologicamente precedono o seguono l'eq di stato? Perché si spiegano dopo?
perché l'unità di misura di R/k_B contiene i joule al numeratore?
qual è il principio teorizzato da Avogadro? Di che nazionalità era? Quando è vissuto?
Teoria cinetica:
Modello Cinetico Gas/1 (lez. 6/11) pp 353-357 (vd domande; no 355)
legame concettuale dal modello cinetico di un gas alla pressione;
conoscere la relazione tra pressione e "media aritmetica dei quadrati delle velocità";
Modello Cinetico Gas/ 2 (lez. 12/11)
distinzione tra media dei quadrati e media aritmetica.
come sono distribuite le velocità in un gas? Chi le ha studiate?
(definizione di vqm e differenza rispetto alla velocità più probabile (p 356))
Modello Cinetico Gas/3 video
come si definisce l'energia cinetica media (per una molecola) un gas monoatomico?;
come è collegata alla media dei quadrati delle velocità? (secondo significato di media dei quadrati delle velocità)
quale legame con temperatura?
come si definisce l'energia interna del GAS? (N x K_m)
qual è la sua relazione con temperatura? (3/2nRT)
quando il gas non è monoatomico (equipartizione dell'energia)
Esercizi T Cinetica:
pag 364 esclusi nr 3, 5 e 10.
SBS #24-26 Nr 6 (eq stato); Nr 7 (n, M, eq stato); , Nr 9 (calcolo vqm da Ecm); Nr 10 (vqm ed Ecm)
https://youtu.be/MPfmE9lNeCM (15' by Fisica Mattei) [rif pp 376-378 Volume 1]
requisiti: grafico di Clapeyron; integrale come somma di prodotti di grandezze variabili
come si collega il movimento di un pistone al concetto di lavoro meccanico
come è collegato il lavoro alla pressione e al volume durante una trasformazione?
da cosa è rappresentato graficamente nel grafico di Clapeyron?
quale convenzione tra area, verso della trasformazione e segno del lavoro?
nella prossima puntata: come sarà il lavoro in una Isocora e in una isobara? perché nella isoterma sarà più difficile calcolarlo?
riprendere assieme:
lavoro fatto DAL sistema e lavoro fatto SUL sistema (dall'esterno)
lavoro nelle tre trasformazioni
Lezione 19/11.
video 1 Lavoro compiuto dal gas: perché il suo segno è lo stesso di delta h? Cosa si intende per lavoro esterno/equilibrante? Com'è il suo segno rispetto a delta_h/L_gas?
video 2 Come si può esprimere il teorema lavoro-energia nel linguaggio dei gas?
Come si ottiene delta-Eint = - L_gas. Ma il L_est era l'unica forma di energia scambiata? Quindi finora Q = .... ?
https://youtu.be/FrQn7iisMPo (21' by Fisica Mattei)
Come varia l'energia interna quando forniamo calore Q a un sistema TD?
Qual è il segno del calore calore scambiato (assorbito? ceduto?)
Quale relazione generale tra delta E, Q e L_gas?
assorbito, ceduto, compiuto, subìto, aumenta, diminuisce: distribuisci bene questi termini
Trasformazioni isocore, isotermiche (perché deltaE = 0?) e adiabatiche: quali semplificazioni?
Lavoro nelle Trasformazioni isobare e isotermiche; trasformazioni cicliche; capacità molari nei gas
Esercizi
SBS#24-26 Nr 1 (ciclo); Nr 2 (Lavoro come area); Nr 3 (req: lavoro espansione isotermica); Nr 8 (isocora).
Extra SBS Nr 4 (con Q pass stato); Nr 5 dilatazione lineare;
V1 pp 388-402 - SBS#27 - Fisica Mattei
quali sono gli esempi/applicazioni classiche di macchina termica; come si schematizza? con quante "sorgenti" scambia calore?
Perché nelle macchine termiche Q_tot = L_tot?
Come si arriva a riscrivere i termini del calore totale in una MT? Cosa esprime QF? Qual è la convenzione del suo segno? Come si riformula il primo principio in termini di QC e QF? Cosa si vuole sottolineare con questi nuovi termini?
Come esprimere l'efficienza di una MT? Come si ritrova questo nella definizione matematica di rendimento?
Come si può esprimere il rendimento in termini di QF e QC? Quali altre formule inverse del rendimento?
In che senso il 1° principio si limita a negare la possibilità che il rendimento sia maggiore di 1?
Quale vincolo pone il 2° principio sul valore del rendimento?
Come si vede algebricamente che questo enunciato è equivalente a quello di Kelvin (secondo cui ...il QF non può essere nullo? e cosa dice questo? )
Esercizi:
Esempio base di calcolo del rendimento e dei termini di energia (Q, L): https://youtu.be/MVZNFVPHHBg?t=327
Esercizio completo di calcolo del rendimento in un ciclo TD (@fisica Mattei, 20') https://youtu.be/hhaj3znfENw
Esercizio di potenza e rendimento di una MT https://youtu.be/Om2G83TwhvQ
definizione ed esempi (approfondimento A 20' - approfondimento B attrito 12')
Il teorema di Carnot del rendimento massimo tra due temperature: https://youtu.be/y8OsGqpcp10
RIF.: p 394 e rendimento p 393.
Ma si può lavorare tra due temp. soltanto? Il ciclo (ideale) di Carnot
Video spiegazione (Mattei) https://youtu.be/Zk-a0TqpGUQ
RIF.: p 392
come si dipartono una isoterma e un'adiabatica da uno stesso punto, in espansione e in compressione?
come si deduce che nell'espansione adiabatica la T diminuisce?
come si determina il punto finale della compressione isotermica?
Video: Considerazioni energetiche (prof 17/12)
Quanti "scambi di calore" ci sono in tutto? <-> quante temperature?
il calore a temperatura più alta/più bassa viene assorbito o ceduto?
il lavoro complessivo è + o -?
le trasf. sono reversibili?
APPROFONDIMENTO: il rendimento di questo ciclo è 1 - Tf/Tc (requisito: relaz p-V in adiabatica)
Macchine inverse: p 394-396 con esempi. Video (@Mattei): ....
l'enunciato di Clausius
la definizione di entropia (p 400 + PS7); il passaggio spontaneo di calore e il quarto enunciato (p 401 +PS8).