L.S.S. “R. Caccioppoli” di Napoli a.s. 2015

L.S.S. “R. Caccioppoli” di Napoli
a.s. 2015-2016
Classe 4I
Programma di Fisica
Prof. Vacatello
1)
Richiami di Meccanica: grandezze scalari e vettoriali, vettori, operazioni tra vettori,
concetto di forza, interazioni fondamentali, principi della dinamica; punto materiale e corpo rigido,
dinamica dei sistemi, centro di massa, quantità di moto, momento di una forza (momento torcente),
momento di inerzia, momento angolare, principio di conservazione della quantità di moto, principio
di conservazione del momento angolare.
2)
Termometria: temperatura, equilibrio termico, principio zero della termodinamica,
funzionamento del termometro, scale termometriche, gradi centigradi, temperatura dello zero
assoluto, temperatura assoluta, gradi Kelvin, dilatazione termica lineare, coefficiente di dilatazione
termica, dilatazione superficiale, dilatazione volumica di solidi e liquidi, dilatazione volumica dei
gas; velocità molecolari, distribuzione di Maxwell-Boltzmann, velocità più probabile, velocità
media.
3)
Termodinamica: grandezze termodinamiche, pressione ed unità di misura, volume ed unità
di misura, quantità di materia, numero di Avogadro, principio di Avogadro, sistemi termodinamici,
stati termodinamici, equilibrio termodinamico, trasformazioni termodinamiche, piano di Clapeyron,
trasformazioni reversibili ed irreversibili.
4)
Gas perfetti: fasi della materia, gas perfetti e gas reali, equazione di stato dei gas perfetti,
costante dei gas perfetti, trasformazioni isobare, trasformazioni isovolumiche, prima e seconda
legge di Gay-Lussac, trasformazioni isoterme, legge di Boyle, trasformazioni politropiche,
trasformazioni adiabatiche, trasformazioni cicliche.
5)
Calorimetria: energia termica, calore e lavoro, calore specifico, definizione di caloria,
equivalente meccanico della caloria, capacità termica, grandezze intensive ed estensive, legge
fondamentale della calorimetria, temperatura di equilibrio; calori specifici dei gas a volume costante
ed a pressione costante, fattore gamma, equazione di Mayer, leggi di trasformazione per le
adiabatiche; combustibili e reazione di combustione, potere calorifico dei combustibili, potere
calorifico degli alimenti, calorie alimentari.
6)
Propagazione del calore: meccanismi di propagazione del calore, propagazione per
conduzione, legge di Fourier, coefficiente di conducibilità termica, conduttori ed isolanti termici,
propagazione per convezione, moto convettivo, correnti ascensionali, propagazione per
irraggiamento, emissione di onde elettromagnetiche, fattore di emissività, costante di StefanBoltzmann.
7)
Transizioni di fase: passaggi di stato, fusione e solidificazione, calore latente di fusione,
vaporizzazione e condensazione, calore latente di vaporizzazione, sublimazione e brinamento,
calore latente di sublimazione, curve di riscaldamento e di raffreddamento, diagrammi di stato,
curve di trasformazione, punto triplo, temperatura critica, differenza tra gas e vapori, curve di
Andrews, isoterma critica, evaporazione ed ebollizione.
8)
Primo principio della termodinamica: conservazione dell’energia nelle trasformazioni
termodinamiche, primo principio della termodinamica, energia interna di un sistema, convenzione
sui segni del calore e del lavoro, funzioni di stato, lavoro termodinamico, variazione di energia
interna di un gas perfetto, applicazione del primo principio alle varie trasformazioni
termodinamiche.
9)
Secondo principio della termodinamica: limiti alla convertibilità del calore in lavoro,
primo principio e spontaneità dei fenomeni fisici, secondo principio della termodinamica, enunciato
di Clausius, enunciato di Kelvin-Planck, macchine termiche e loro funzionamento, rendimento di
una macchina termica, macchine reversibili ed irreversibili, ciclo di Carnot, rendimento di una
macchina termica reversibile, teorema di Carnot, ciclo del motore a scoppio, ciclo del motore
Diesel, macchine frigorifere, coefficiente di prestazione.
10)
Entropia: grado di irreversibilità di una trasformazione termodinamica, disuguaglianza di
Clausius, definizione della variazione di entropia per una trasformazione termodinamica, variazione
di entropia di un gas perfetto, entropia e secondo principio; macrostati e microstati, probabilità
termodinamica, equazione di Boltzmann, convenzione sul valore zero dell’entropia, terzo principio
della termodinamica, entropia e disordine, interpretazione probabilistica del secondo principio.
Gli Alunni
Il Docente