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- Lavoro (meccanico). Quando una forza applicata ad un oggetto
sposta il suo punto di applicazione compie un lavoro. Esempio: se
spostiamo un peso trascinandolo sul pavimento, la forza da noi
applicata sposta il suo punto di applicazione e compie un lavoro.
- Quantitativamente il lavoro e' dato dal prodotto scalare fra la
forza e il suo spostamento (da notare che forza e spostamento sono
grandezze vettoriali):
Se
, cioe' lo spostamento avviene nella stessa direzione
della forza, allora il lavoro e' positivo; se
, cioe' lo
spostamento avviene in direzione opposta a quella della forza, allora
il lavoro e' negativo. Esempio: se facciamo scivolare un peso lungo un
piano inclinato trattenendolo da dietro, allora la forza da noi
esercitata ``punta'' in salita, mentre il suo punto di applicazione
(il peso) si muove in discesa: compiamo del lavoro negativo.
- Lavoro di volume. E' una forma di lavoro meccanico
particolarmente importante in chimica. Consideriamo un gas racchiuso
in un cilindro con pistone: se lo comprimiamo a pressione costante, la
pressione da noi esercitata
provoca un abbassamento del
pistone
; se l'area della sezione del cilindro e'
,
il lavoro compiuto dall'ambiente (noi) sul sistema e':
dove
e' la variazione di volume del sistema.
- Il segno negativo deriva dal fatto che il lavoro fatto da
deve risultare positivo per una compressione
(forza e spostamento hanno la stessa direzione) e negativo per
un'espansione (forza e spostamento hanno direzioni opposte). Siccome
e' la variazione di volume del sistema, allora,
per una compressione, si ha
e quindi il segno
negativo rende il lavoro positivo, come deve essere.
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