lavoro nel primo principio

[selfmademan]

Volevo riprendere quest'argomento che è stato bloccato e che reputo interessante:
viewtopic.php?f=19&t=177306

La domanda probabilmente nasce da un'incomprensione relativa al primo principio espresso nella forma $DeltaU=Q-L$. L'autore del topic ha interpretato L come il lavoro prodotto da qualsiasi tipo di forza, e quindi ha dedotto che quando un corpo viene accelerato è possibile che esso si riscaldi poichè gli viene fornito lavoro. Nonostante nessun libro lo specifichi chiaramente, il lavoro che compare in quella forma del primo principio E' SOLO quello fatto dalle forze d'attrito O di deformazione, le uniche capaci di riscaldare i corpi. Il termine L non include i lavori fatti da altri tipi di forze che non siano d'attrito o di deformazione.Sono solo i lavori d'attrito o deformazione che figurano nel primo principio e che portano a riscaldamento.
La formula poi può essere estesa includendo gli altri tipi di lavoro e arrivando così alla formula generale $Q-L=DeltaE$, dove $E$ è l'energia totale del corpo. Quest'ultima formulazione è il principio di conservazione dell'energia espresso in modo generale.

[Faussone]

Non credo questa precisazione abbia molto a che fare con quell'altro topic.
Secondo me non c'è niente di altro di sensato che si può aggiungere per rispondere a quel dubbio.

[selfmademan]

Sei d'accordo con ciò che ho scritto?

[Faussone]

Sono d'accordo che per concretizzare le idee è meglio pensare al lavoro in termini di lavoro di compressione e espansione, quando si inizia a maneggiare all'inizio la termodinamica, ma in generale il primo principio specifica che calore e lavoro sono entrambe forme di energia (ammesso di saper definire bene cosa sia l'energia), seppure leggermente diverse.
Quindi insomma il lavoro lo si può pensare generico, l'importante è distinguerlo dal calore che è una forma di energia un po' diversa appunto. Il secondo principio aiuta proprio a precisare questa distinzione.

[maximpertinente]

L'autore del topic ha interpretato L come il lavoro prodotto da qualsiasi tipo di forza, e quindi ha dedotto che quando un corpo viene accelerato è possibile che esso si riscaldi poichè gli viene fornito lavoro.

Potrebbe essere. Ma nell'altro topic la discussione si era incentrata sulla propagazione del calore.

Il riscaldamento per attrito, invece, non concerne la propagazione, ma bensì la conversione di energia cinetica del sistema, in cinetica interna al sistema (ossia che produce un misurabile aumento di velocità relativa tra particelle, diversamente dalla prima).

Attenzione riguardo a deformazioni o compressioni che, è vero sortiscono un aumento della temperatura perchè l'operazione muta il rapporto J/K (l'entropia del materiale), ma ciò non consiste in un effettivo aumento di energia del sistema.
Distinguendo poi in modo chiaro le differenze tra compressioni che al rilascio della forza non perdurano e decomprimono; dalle deformazioni con superamento delle soglie di snervamento che al rilascio della forza perdurano, ovvero con una modifica permanente dell'entropia.

Il concetto fisico di Lavoro, così come definito al momento della sua introduzione dal Gustave de Coriolis nel 1826, non è stato formulato in modo scientificamente ineccepibile (si può intavolare un topic inerente).
Si consideri che era un'epoca in cui si riteneva che il calore fosse un fluido invisibile scambiabile tra i corpi: il Fluido Calorico.

Giunse il tempo di Joule, che costruì un sistema sofisticatissimo con sassi e corde e con l'ausilio dei suoi fusti fermentatori di birra mostrò al mondo intiero che sfregare dei liquidi produceva lo stesso effetto di riscaldamento che già da bambino sentiva sulle cosce scivolando dal corrimano della scala, e ne concluse:
"L'energia meccanica si trasforma in calore. Ergo il calore non può essere un fluido."

[selfmademan]

Quindi insomma il lavoro lo si può pensare generico, l'importante è distinguerlo dal calore che è una forma di energia un po' diversa appunto.

Non sono d'accordo. Nella formula $Q-L=DeltaU$, $L$ non indica un lavoro generale. Se così fosse, una semplice forza accelerante sarebbe responsabile della variazione di temperatura, cosa evidentemente falsa. Un disco freno si scalda sotto l'effetto del lavoro d'attrito prodotto dalle forze applicate dalle pastiglie sul disco. Uno pneumatico si scalda anche sotto l'effetto delle forze deformanti. $L$ è il lavoro fatto dalle forze d'attrito o dalle forze deformanti. Indicando con $L'$ le restanti tipologie di lavoro, ottengo $Q-(L+L')=DeltaU+DeltaE_m$ con $E_m$ l'energia meccanica. E quindi $Q-L_t=DeltaE_t$, dove $L_t$ è il lavoro di qualsiasi tipo e $E_t$ l'energia totale.

[Faussone]

Nonostante nessun libro lo specifichi chiaramente, il lavoro che compare in quella forma del primo principio E' SOLO quello fatto dalle forze d'attrito O di deformazione, le uniche capaci di riscaldare i corpi.

Quindi insomma il lavoro lo si può pensare generico, l'importante è distinguerlo dal calore che è una forma di energia un po' diversa appunto.

Non sono d'accordo. [...]

Se nessun libro lo specifica chiaramente, come scrivi, forse è un precisazione e restrizione che non serve a molto...
Secondo me qui siamo vicini a questioni di lana caprina comunque... basta intendersi di cosa stiamo parlando, senza arroccarsi in schematismi che fanno perdere di vista gli aspetti generali. Come il discorso sull'arrovellarsi su una definizione esatta di energia.

Io comunque la vedo così.
Quando applico il primo principio devo specificare quale è il sistema termodinamico che sto considerando, quindi nel tuo esempio di forza che applichi per accelerare un corpo rigido, vuoi che il sistema sia il solo corpo rigido? Bè allora in un simile caso non riesco a vedere quello che accade perchè il lavoro in pratica non entra nel sistema ma ne rimane fuori, quindi senza misurare "dal di fuori" l'energia cinetica che il sistema acquisisce qualcosa me la perdo.

Se invece avessi considerato come sistema termodinamico anche un certo spazio che circonda il corpo allora in quel caso il lavoro sarebbe entrato nel mio sistema e il primo principio si sarebbe limitato a sottolineare che il lavoro ha aumentato l'energia interna del sistema (a quel punto l'energia cinetica del corpo fa parte dell'energia interna del sistema infatti).

Il primo principio nella forma $Delta U = Q - L$ va visto così secondo me, senza distinzione sui tipi di lavoro che entrano (o escono) nel (e dal) sistema.