Termodinamica:chiarimento

[Pablo]

Due corpi solidi uguali, inizialmente alla stessa temperatura Ti=20°C,vengono strofinati uno sull'altro e alla fine la temperatura dei due e Tf=30° C
I due corpi non scambiano calore con altri sistemi materaili?

1-i due corpi scambiano calore tra loro?
2-Se la capacità termina di ciascun corpo è =0.2 Kcal/°C,quanto valogono il lavoro "Le" fatto dall'esterno sul sistema e il lavoro "La" fatto dalle forze di attrito?


alla uno la risposta è no e sono daccordo

la due pero' non mi convince poichè la soluzione proposta ad esercitazione propone:

Le=2 C (Tf-Ti)

e la forma C(TF-tI) MI RICORDA LA FORUMLAPER TROVARE IL CALORE , ma se è stato appena detto che non veniva scambiato calore come mai devo usarla?

[Marco83]

L'energia acquisita dai corpi è di origine termica, pertanto può essere espressa come energia termica finale (2*C*Tf) meno energia termica iniziale (2*C*Ti).

Questo significa semplicemente che il lavoro fatto dall'esterno ha prodotto un aumento dell'energia termica del sistema. Pensa alla prima legge della termodinamica

DeltaU=L+Q

Dato che non hai introdotto calore ma hai introdotto lavoro (quello necessario a strofinare i due corpi) l'energia interna subisce un incremento DeltaU=L.
L'energia interna, sotto opportune ipotesi, puo essere espressa come DeltaU=C*DeltaT. Ne tuo caso DeltaT è la diferenza tra pemperatura iniziale e finale.

[Pablo]

ecco nelle mie dispense
ho cahe l'energia interna vale

nCv Delta T

n numero di moli
ma questo si riferisce ad un gas

vale l'analogo con i solidi?
ovvero l'energia interna puo' essre sempre espressa dalla relazione da te citata? DeltaU=C*DeltaT?

Con energia termina intendi enrgia interna?
Cmq dimmi se sbaglio questo ragionamento:
i corpi passano da uno stato di nergia iniziale ad uno finale
ma questo senza apporto di calore ma con il lavoro delle fortze di attrito vero?
poi matematicamente la forumla del calore è uguale a concettualmente è diversa?

[Marco83]

In generale la variazione di energia interna puo essere sempre espressa come DeltaU=C*DeltaT.
La chiave sta nello scegliere il C giusto.

Nel caso di un gas ideale userai il Cv che rimarrà costante. Nel caso di un gas reale userai il Cv che però sarà una funzione della temperatura, per un solido o un liquido userai semplicemente C (in quanto un solido o un liquido sono sostanzialmente non comprimibili), che in realtà sarà anche qui funzione della temperatura.

C, Cv o Cp possono essere scritti con varie unità di misura. Li puoi esprimere come J/(mol*K), kJ/(kg*K), J/K, etc. La variazione delle unità di misura comporta sia una variazione del valore di C sia la variazione della formula da usare per l'energia interna. Dato che l'energia interna è sempre in Joule (Calorie se sei affezionato al sistema tecnico), se scegli C espresso in J/(mol*K) lo dovrai moltiplicare sia per una temperatura (per eliminare K) sia per un numero di moli (per eliminare mol). Se invece scegli C espresso come J/K dovrai moltiplicare solo per una temperatura perchè qui non stiamo più parlando di calore specifico ma di capacità termica (ossia siamo passati dalla grandezza intensiva a quella estensiva).

Energia termica=energia interna (mi scusino i puristi della meccanica quantistica)

Sul fatto che abbiamo fornito lavoro o calore ci sono un po di precisazioni da fare. Formalmente abbiamo trasmesso lavoro perchè abbiamo strofinato i due blocchi, ma il lavoro viene tramutato in calore dall'azione di strisciamento, quindi in questo caso la distinzione tra fornire calore e fornire lavoro è un po labile.