Termodinamica: definizioni

• La termodinamica si occupa delle varie forme di energia e della loro interconversione.
• L'unita' di misura dell'energia nel sistema internazionale e' il Joule $(1\;J=1\;kg\;m^2/s^2)$
• Sistema: porzione di materia o di spazio idealmente separata dal resto dell'universo e delimitata da confini definiti. Il sistema e' cio' che costituisce l'oggetto di studio. Es: un gas racchiuso in un recipiente, un liquido in un contenitore, reagenti contenuti in un reattore etc.
• Ambiente: tutto cio' che non e' sistema e che lo circonda. Sinonimo: ``resto dell'universo''.
• Stato: e' definito da un set di valori di tutte le proprieta' misurabili di un sistema che lo descrivono completamente. Es: come vedremo, un gas (ideale) racchiuso in un contenitore e' completamente descritto dai valori delle seguenti proprieta': temperatura, volume e pressione. Uno stato di questo sistema e' definito da un certo set di valori per queste tre proprieta'.
• Stato di equilibrio termodinamico: e' uno stato in cui i valori delle proprieta' caratteristiche di un sistema non variano nel tempo.
• Cambiamento di stato o processo termodinamico: trasformazione in cui un sistema passa da uno stato di equilibrio termodinamico ad un altro. Esempio: la compressione o espansione di un gas racchiuso in un cilindro con pistone; oppure una reazione chimica che avviene in un reattore.
• Funzioni di stato: sono grandezze di un sistema termodinamico che dipendono solo dal suo stato. La variazione di una funzione di stato in un processo termodinamico non dipende da come il processo viene fatto avvenire, ma solo dallo stato iniziale e da quello finale. Ad esempio, il volume e' una tipica funzione di stato: se un gas racchiuso in un cilindro con pistone si espande dal volume $V_1$ al volume $V_2$, la variazione di volume ( $\Delta{V}=V_2-V_1$) e' la stessa sia che il processo consista in una espansione continua da $V_1$ fino a $V_2$, sia che il gas si espanda prima fino ad un volume $V_3>V_2$ e poi venga compresso al valore finale $V_2$.