Pareti adiabatiche Q0 Vuoto P0 1Principio U0 L0

Pareti adiabatiche ∆Q=0 Vuoto P=0 1°Principio: ∆U=0 ∆L=0 Sulla base del 1° principio il gas potrebbe rimanere in metà contenitore dopo la rimozione della parete interna, perché Fra lo stato iniziale e finale non c’è differenza di energia. Sappiamo che il gas SPONTANEAMENTE occuperà anche l’altro comparto. Qualcosa ci sfugge…. Necessità di un criterio per stabilire la spontaneità o l’irreversibilità di un processo.

Postulato di Clausius: una trasformazione il cui unico effetto è quello di trasferire calore da un corpo a una data temperatura ad un a temperatura più alta è impossibile. Postulato di Kelvin: una trasformazione il cui unico effetto è quello di trasformare in lavoro il calore preso ad una sola temperatura è impossibile I due postulati sembrano dire cose diverse in realtà vedremo che affermano la stessa cosa. Per entrare in argomento dobbiamo introdurre alcuni nuove definizioni e concetti. Prima di tutto introduciamo la «Macchina Termica» TH La macchina svolge queste azioni compiendo un ciclo. Obbedisce al 1° Principio della termodinamica e quindi Q 1= 100 J ∆L=60 J Q 2=40 J TC ∆Uciclo=0 Macchina di Joule

Dimostriamo che i due Postulati sono equivalenti: 1 Se non è vero il P. di Clausius non lo è nemmeno il P. di Kelvin CLAUSIUS: una trasformazione il cui unico effetto è quello di trasferire calore da un corpo a una data temperatura ad un a temperatura più alta è impossibile = se esistesse una macchina anti-Clausius, esisterebbe anche una macchina anti-Kelvin 2 Se non è vero il P. di Kelvin non lo è nemmeno il P. di Clausius KELVIN: una trasformazione il cui unico effetto è quello di trasformare in lavoro il calore preso ad una sola temperatura è impossibile = se esistesse una macchina anti-Kelvin , esisterebbe anche una macchina anti-Clausius

1 Se, per assurdo, esistesse una macchina Anti-Clausius, esisterebbe anche una macchina Anti-Kelvin Macchina compatibile con P. Kelvin TH Macchina Anti-Clausius TH TH Q 2 Q 1 Q 3=Q 2 - Q 1 Macchina Anti-Kelvin ∆L Q 1 TC TC ∆L=Q 2 – Q 1

2 T=TH Se, per assurdo, esistesse una macchina Anti-Kelvin esisterebbe anche una macchina Anti-Clausius Macchina di Joule TH Q L=Q Macchina Anti-Kelvin Macchina Anti-Clausius J Q TC

Rendimento di una macchina termica in un ciclo, h Esaminiamo il rendimento di una particolare macchina termica, detta Macchina di Carnot: • In ogni stadio del ciclo è REVERSIBILE • Ha due stadi reversibili isotermi e due stadi reversibili adiabatici: Ciclo di Carnot • Funziona con il GAS IDEALE

P 1 TH 2 4 TC 3 V

MACCHINA di CARNOT ENTROPIA T è la temperatura termodinamica, K

Rendimento di MACCHINE TERMICHE TF=Tfredda