Portale:Termodinamica

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La Fisica (dal latino physica, a sua volta derivante dal greco φυσική, physiké – sottointeso téchné – ovvero "arte della natura", e da physis, "natura") è la scienza della Natura nel senso più ampio.

Originariamente una semplice branca della filosofia (per lungo tempo è stata chiamata filosofia naturale), grazie alla codifica del metodo scientifico di Galileo Galilei, negli ultimi trecento anni si è talmente evoluta e sviluppata ed ha conseguito risultati di tale importanza da avere messo in ombra la filosofia stessa, con cui però mantiene un legame profondo. I fisici studiano in generale il comportamento e le interazioni della materia attraverso lo spazio e il tempo. Nella visione affermatasi con la teoria della Relatività Generale, spazio e tempo sono considerati anch'essi fenomeni fisici, e non semplicemente lo scenario in cui questi avvengono.


« Non solo Dio gioca a dadi, ma li getta laddove non possiamo vederli »

(Richard Feynman)

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Fisica
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Introduzione

La termodinamica è quella branca della fisica e della chimica (chimica fisica) che descrive le trasformazioni subite da un sistema in seguito a processi che coinvolgono la trasformazione di calore in lavoro e viceversa.

La termodinamica classica si basa sul concetto di sistema macroscopico, ovvero una porzione di materia fisicamente o concettualmente separata dall'ambiente esterno, che spesso per comodità si assume non perturbato dallo scambio di energia con il sistema. Lo stato di un sistema macroscopico che si trova all'equilibrio è specificato da grandezze dette variabili termodinamiche o di stato come la temperatura, la pressione, il volume, la composizione chimica.

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Un mulinello a palette simile a quello usato da Joule

Il mulinello di Joule, detto anche mulinello a palette, è lo strumento con cui il fisico inglese James Prescott Joule, nel 1850, determinò l'equivalente meccanico del calore.

Si tratta sostanzialmente di un particolare tipo di calorimetro contenente acqua; le palette sono soggette ad una coppia di forze dovuta alla caduta di due grossi pesi, liberi di muoversi sotto l'effetto dell'accelerazione di gravità. Si instaura così un regime viscoso tra le palette del mulinello e la struttura del mulinello stesso, con conseguente creazione di ingenti forze viscose. Come conseguenza di questo processo, il sistema costituito dai pesi più il mulinello stesso raggiunge rapidamente una velocità di regime, così che si ha un aumento della temperatura dell'acqua e la caduta rallentata dei pesi. Quando i pesi hanno raggiunto il suolo, si misura l'innalzamento di temperatura dell'acqua contenuta nel calorimetro, ricavando la variazione di energia interna derivante dall'azione meccanica del mulinello.

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Termografia di un bicchiere d'acqua.
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Bibliografia di riferimento
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  • Enrico Fermi, Termodinamica, ed. italiana Bollati Boringhieri, (1972), ISBN 88-339-5182-0;
  • (EN) J. M. Smith, H.C.Van Ness; M. M. Abbot, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 6ª ed., McGraw-Hill, 2000. ISBN 0072402962
  • K. G. Denbigh, I principi dell'equilibrio chimico, Milano, Casa Editrice Ambrosiana, 1971. ISBN 8840800999
  • David Ruelle (1984): Thermodynamic Formalism, Cambridge University Press, ISBN 0-521-30225-0 (prima pubbl. Addison-Wesley 1978)
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