Le principali equazioni delle funzioni di stato per la termodinamica
Le funzioni di stato rivestono un ruolo fondamentale nella termodinamica, poiché forniscono informazioni cruciali sui sistemi fisici. Le equazioni principali che descrivono queste funzioni di stato sono essenziali per comprendere il comportamento dei sistemi in diverse condizioni. È fondamentale applicare le equazioni nel Sistema Internazionale (SI), utilizzando unità di misura come joule per l’energia, pascal per la pressione e kelvin per la temperatura.
L’energia interna di un sistema, rappresentata con U, è la somma dell’energia potenziale e cinetica. Per calcolare piccole variazioni di energia, si possono usare le seguenti equazioni: dU = dq + dw = Cdt – pdV, dove dq è il calore fornito al sistema, dw è il
lavoro svolto dal sistema, C indica il calore specifico e dT rappresenta la variazione di temperatura. Per un volume costante, l’equazione diventa dU = C_v dT, con C_v che indica il calore specifico a volume costante.
L’entalpia, indicata con H, rappresenta l’energia scambiata tra il sistema e l’ambiente. L’equazione principale è H = U + pV. Per piccole variazioni di entalpia a pressione costante, si utilizza l’equazione dH = C_p dT, dove C_p è il calore specifico a pressione costante.
L’entropia, simbolo S, misura il disordine di un sistema. Durante un processo irreversibile, l’entropia non diminuisce mai e in un sistema isolato aumenta sempre. Per processi irreversibili, l’equazione diventa dS ≥ dQ/T, mentre per i processi reversibili è dQ = T dS. In condizioni di spontaneità per un sistema non in equilibrio, l’equazione diventa dQ
