I principi della termodinamica

I principi della termodinamica

Il comportamento delle macchine termiche, ma in generale di tutti i sistemi che scambiano calore con l'esterno, può essere riassunto in pochi principi:

Il principio zero

Se il corpo A è in equilibrio con il corpo C, e il corpo B è in equilibrio con il corpo C, allora A è in equilibrio con B.

Il primo principio della termodinamica

La variazione di energia interna di un sistema è costituita dal calore assorbito dall'esterno meno il lavoro effettuato verso l'esterno.

(1)
\begin{align} \Delta U = U_f - U_i = Q - L \end{align}

Il secondo principio della termodinamica

Il calore fluisce spontaneamente da un corpo più caldo a un corpo più freddo, e mai nel senso inverso. Quindi,

Non è possibile realizzare un processo fisico che abbia come unica conseguenza la trasmissione di calore da un corpo freddo a un corpo caldo.

Un altro modo di formulare questo principio è il seguente:

Non si può realizzare una trasformazione ciclica che abbia come unica conseguenza la trasformazione integrale di una quantità di calore nella stessa quantità di lavoro. Una parte del calore assorbito nella trasformazione deve essere ceduta all'esterno.

Importante: è comunque possibile sottrarre calore ad un corpo freddo e cederlo ad un corpo caldo, ma un processo di questo tipo ha altre conseguenze sull'ambiente. Ad esempio, un frigorifero sottrae calore a un corpo freddo e lo cede all'ambiente caldo, ma per fare questo consuma altra energia, come calore e lavoro.