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Stati della materia, leggi dei gas; definizioni e significato di termini quali sistema, ambiente,
energia, termodinamica, lavoro, calore.
Diversi tipi di lavoro e diverse espressioni; relazioni infinitesime e loro integrazione, unità di
misura.
Espansioni/compressioni irreversibili e reversibili di un gas perfetto a temperatura costante:
variazione dell’energia interna tramite lavoro e calore.
Calore e sua misura. Distribuzione dell’energia in un sistema di atomi e molecole.
Primo principio della termodinamica, funzioni di stato, energia interna ed entalpia; determinazione
delle variazioni dell’energia interna e dell’entalpia attraverso misure sperimentali.
Teoria cinetica classica dei gas: richiamo di alcuni concetti basilari di dinamica (velocità, forza e
quantità di moto, pressione e corrispondenti unità di misura nel SI), definizione di velocità
quadratica media molecolare di un gas.
Ipotesi fondamentali della teoria cinetica classica dei gas nel caso di gas monomolecolari e privi
d’interazioni.
Relazioni tra energia interna, pressione (legge di Joule-Clausius e sua dimostrazione), temperatura
assoluta e velocità quadratica media.
Curve di distribuzione di Maxwell e Boltzmann per velocità molecolari di un gas, definizione di
velocità più probabile.
Entalpia delle trasformazioni fisiche e chimiche, legge di Hess, legge di Kirchhoff.
Trasformazioni spontanee ed entropia; formulazione del secondo principio; applicazione alle
espansioni/compressioni isoterme di gas perfetti (ΔS del sistema, dell’ambiente, totale); ΔS nelle
trasformazioni di fase; regola di Trouton.
Entropia totale ed energia libera; ΔG e ΔGo; condizione di equilibrio; dipendenza dell’energia
libera da n, p, T. ΔS e ΔG nelle trasformazioni chimiche.
Sistemi ad un componente; diagrammi di stato, equilibri tra fasi, punti critici, regola delle fasi.
Sistemi a due componenti; grandezze molari parziali: volume ed energia libera; potenziale chimico;
sistemi binari con componente non volatile: diagramma μ/T e proprietà colligative.
Miscele di liquidi volatili; legge di Raoult, legge di Henry; diagramma liquido – vapore, regola
della leva; distillazione; azeotropi; liquidi parzialmente miscibili, diagramma liquido – vapore di
sistemi parzialmente miscibili; distillazione in presenza di azeotropi. diagrammi solido – liquido;
eutettici, analisi termica.
Regola delle fasi applicata ai sistemi binari.
Cinetica chimica. Possibilità di una reazione chimica.
Definizione di velocità di reazione; leggi cinetiche.
Determinazione dell’ordine di reazione e della costante cinetica: metodi di integrazione, isolamento,
velocità iniziali. Influenza della temperatura sulla velocità di reazione.
Cenni di teoria: teoria cinetica, teoria del complesso attivato.
Il passaggio dalla meccanica classica a quella ondulatoria: radiazione di corpo nero (legge di
Stefan-Boltzmann, di Wien, di Rayleigh-Jeans e di Planck), effetto fotoelettrico. Spettri a righe:
serie di Lyman, Balmer, Paschen, Brackett e Pfund. Formula di Rydberg e sua deduzione dal
modello atomico di Bohr e la quantizzazione. Spettri d’emissione e assorbimento: principali
differenze e loro origine. Lunghezza d’onda di De Broglie. Principio di indeterminazione di
Heisenberg