Programma svolto di Fisica generale I con laboratorio, termodinamica
anno accademico 2010/2011
N°
Data
Ore
Tipo
1
28.04.2011
1
Lezione
Temperatura. Termometro empirico, taratura, scala termometrica Celsius.
Dilatazione termica lineare e di volume. Legge di Boyle, e leggi di Volta e GayLussac. Scala termometrica Kelvin.
Diego Cauz
Lezione
Legge di Avogadro. Unita` di massa atomica, numero di Avogadro. Equazione di
stato del gas ideale. Costante R dei gas. Legge di Dalton. Isoterme nel piano p,V
per i gas reali. Teoria cinetica dei gas. Equazione di Joule-Clausius. Energia
cinetica media molecolare. Interpretazione microscopica della pressione e della
temperatura. Costante di Boltzmann. Energia media di molecole poliatomiche.
Gradi di liberta`, teorema di equipartizione dell'energia (s.d.). Limiti della
meccanica classica.
Diego Cauz
2
29.04.2011
2
3
02.05.2011
1
4
02.05.2011
1
5
03.05.2011
2
Argomento lezione
Esercitazione Esercizi su espansione termica, gas ideali, legge di Joule-Clausius.
Nome docente
Diego Cauz
Lezione
Energia interna del gas ideale. Espansione libera di un gas ideale o reale e
conseguenti variazioni di temperatura.
Diego Cauz
Lezione
Correzione esercizi per casa. Approfondimento su gas reali, parametri critici.
Attivazione dei gradi di liberta` con la temperatura. Eq. di van der Waals. Sistemi
termodinamici. Sistemi omogenei. Ambiente, universo. Stati di equilibrio e non
equilibrio. Interazione termica. Materiali diatermici e adiabatici. Trasformazione
termodinamica. Cicli. Trasformazioni: infinitesime, quasi-statiche, reversibili,
irreversibili. Esempi di trasformazioni.
Diego Cauz
Calore. Caloria. Calore latente. Calorimetro di Regnault e di Bunsen. Capacita`
termica, calore specifico. Calore molare. Termostato. Trasmissione del calore:
conduzione (legge di Fourier), convezione, evaporazione, irraggiamento. Scambi
di calore per alcune trasformazioni. Lavoro termodinamico. Integrale del lavoro.
Interpretazione geometrica.
Diego Cauz
Esercizi su calore specifico, conduzione del calore, calcolo di lavoro, calore
scambiato in un ciclo.
Diego Cauz
6
05.05.2011
2
Lezione
7
06.05.2011
1
Esercitazione
8
06.05.2011
1
Lezione
Calcolo di lavoro per trasformazioni paricolari. Conservazione dell'energia,
equivalenza tra lavoro e calore. Aspetto qualitativo e quantitativo. Costante J.
Diego Cauz
Correzione esercizi per casa. Calorimetro di Regnault e misura di capacita`
termica. Gradiente geotermico ed eta` della terra. Primo principio della
termodinamica. Esperienze di Joule. Energia interna come funzione di stato.
Formunazione matematica del 1o principio. Caso dei cicli. Esperienza di JouleThomson: dipendenza di U da T per il gas ideale. Relazione tra calore molare Cv
e U. U e Cv in teoria cinetica. Relazione di Mayer. Calore scambiato in una
isoterma per il gas ideale. Trasformazione adiabatica reversibile per il gas ideale:
legge delle adiabatiche.
Diego Cauz
Esercizi sul 1o principio della TD: calcolo di lavoro, calore, energia interna,
capacita` molare.
Diego Cauz
9
09.05.2011
2
Lezione
10
10.05.2011
1
Esercitazione
11
10.05.2011
1
Lezione
Equazione di Poisson. Calcolo del lavoro per un'espansione adiabatica reversibile.
Macchine termiche a una e due sorgenti. Macchine cicliche. Bilancio energetico e
rendimento. Frigorifero. Macchine reversibili. Ciclo di Carnot.
Diego Cauz
12
12.05.2011
2
Lezione
Rendimento del ciclo di Carnot. Esercizio sui cicli di Carnot e Stirling. Enunciato di
Carnot del 2o principio della TD. Enunciati di Kelvin e Clausius, loro equivalenza.
Equivalenza con l'enunciato di Carnot. Rendimento nel caso di piu` sorgenti
(cenni).
Diego Cauz
13
13.05.2011
2
Lezione
Correzione esercizi per casa. Temperatura assoluta. Coincidenza con la
temperatura di gas ideale. Entropia, sua definizione e proprieta` di funzione di
stato. Integrale di Clausius. Cenni sull'interpretazione statistica di Boltzmann
dell'entropia. Cenni su altre funzioni di stato.
Diego Cauz
14
16.05.2011
2
Esercitazione Esercizi sul calcolo di entropia. Cenni sul paradosso di Gibbs.
Diego Cauz
15
17.05.2011
1
Esercitazione Esercizi sul calcolo di entropia.
Diego Cauz
