back to top

Sistema termodinamico: equilibri e processi

Cos’è un sistema termodinamico?

Un sistema termodinamico è una porzione specifica del mondo fisico costituita da un grande numero di particelle che vengono studiate per le loro proprietà fisiche macroscopiche e le variazioni che possono subire. All’esterno del sistema si trova l’ambiente circostante, e la superficie che separa il sistema dall’ambiente è chiamata confine.

Tipologie di sistemi termodinamici

Esistono tre tipi di sistemi:

Aperto

: può scambiare energia e materia con l’ambiente circostante. Ad esempio, una tazza di caffè bollente da cui fuoriescono i vapori e il calore.

Chiuso

: può scambiare solo energia con l’ambiente circostante, non la materia. Ad esempio, una borsa d’acqua calda che cede calore senza perdere massa.

Isolato

: non può scambiare né materia né energia con l’ambiente circostante. Anche se un sistema perfettamente isolato è raro, un esempio concettuale potrebbe essere un refrigeratore per bevande con coperchio.

Equilibrio termodinamico

L’equilibrio termodinamico è la condizione in cui le proprietà di un sistema non variano nel tempo e possono cambiare solo a spese di altri sistemi. In uno stato di equilibrio termodinamico, le velocità delle opposte sono uguali.

Per raggiungere l’equilibrio termodinamico, è necessario che tutte le proprietà intensive come temperatura, pressione e potenziale chimico siano costanti. Le proprietà estensive, come entalpia, , energia interna ed , devono anch’esse mantenersi stabili.

In un sistema chiuso o isolato in equilibrio termodinamico, l’entropia aumenta quando l’energia interna e il volume rimangono costanti. Al contrario, l’energia libera di Gibbs, l’energia interna e l’ raggiungono il valore minimo.

I processi termodinamici sono i percorsi che portano un sistema termodinamico dal suo stato iniziale a quello finale. I tipi di processi includono:

Isobaro

: avviene a pressione costante.

Isocoro

: si verifica a volume costante.

Isotermico

: avviene a temperatura costante.

Adiabatico

: si svolge senza scambio di calore o massa tra sistema e ambiente.

Quasi statico

: il sistema passa attraverso una successione di stati di equilibrio.

Questi processi possono essere classificati come reversibili, quando tutte le proprietà del sistema ritornano allo stato iniziale, e irreversibili, quando l’entropia aumenta e il sistema non può tornare al suo stato originale.

GLI ULTIMI ARGOMENTI

Leggi anche

Uranio impoverito viene identificato come potenziale rischio per la salute umana e l’ambiente

L'uranio impoverito, pur essendo meno radioattivo rispetto all'uranio naturale, ha scatenato allarmi globali per i suoi impieghi militari, i possibili effetti devastanti sulla salute...

Thiophenol Identified as Promising Compound in Advanced Chemical Applications

Il tiofenolo (PhSH), noto anche come benzenetiolo, sta emergendo come un vero campione nel campo della chimica organica, con la sua formula C₆H₅SH che...

Ricercatori scoprono le proprietà straordinarie della bentonite e i suoi ampi utilizzi

La bentonite, un’argilla naturale a struttura stratificata composta principalmente da minerali argillosi del gruppo delle smectiti – con la montmorillonite come componente dominante –...
è in caricamento