Il primo principio della termodinamica (Fisica)

Schede di ripasso sul primo principio della termodinamica. Sistemi termodinamici: sistema, confine e ambiente circostante; sistemi aperti, chiusi e isolati; equilibrio termico e principio zero; equazioni di stato f(p, V, T) = 0 e pV - nRT = 0; variabili estensive e intensive; e diagrammi pV. Lavoro, calore ed energia interna: dW = p dV, W come integrale di p dV e area sotto una curva pV, il segno del lavoro nell'espansione e nella compressione, la dipendenza del lavoro dal percorso e il lavoro nelle trasformazioni isoterma (nRT ln(V2/V1)), isobara (p(V2 - V1)) e isocora (nullo); l'energia interna come energia molecolare totale, E_int = (3/2) nRT per un gas ideale monoatomico, e il processo quasi statico. Il primo principio stesso: Delta E_int = Q - W, le convenzioni di segno per Q e W, la forma differenziale dE_int = dQ - dW, l'energia interna come funzione di stato indipendente dal percorso, e i casi isotermo, ciclico e del sistema isolato. Trasformazioni termodinamiche: isoterma, adiabatica, isobara, isocora, ciclica e non quasi statica, con Q = W per un ciclo. Capacità termiche di un gas ideale: C_V e C_p, Q = n C_V Delta T e Q = n C_p Delta T, dE_int = n C_V dT, la relazione di Mayer C_p = C_V + R, i valori monoatomico, biatomico e poliatomico, e C_V = (d/2) R. Trasformazioni adiabatiche: Q = 0, Delta E_int = -W, pV^gamma = costante, TV^(gamma-1) = costante, l'indice adiabatico gamma = C_p/C_V > 1, la pendenza adiabatica più ripida, l'espansione libera a temperatura costante, e la detonazione del motore.