La termodinamica è la parte della fisica che si occupa delle trasformazioni di calore in lavoro e viceversa, conseguenze dei fenomeni microscopici di scambio energetico in un sistema di particelle. Lo stato termodinamico del sistema è caratterizzato dalle grandezze massa, volume, temperatura, pressione, energia libera e interna, entalpia.
Il primo principio della termodinamica o principio di conservazione dell’energia stabilisce l’equivalenza tra calore e lavoro e afferma che in un sistema termodinamico in uno stato di equilibrio la variazione infinitesima di energia interna è data dalla differenza tra la variazione della quantità di calore scambiata e la variazione di lavoro effettuato.
Il secondo principio della termodinamica nell’enunciazione di Kelvin stabilisce che non è possibile realizzare una trasformazione in cui l’unico risultato sia quello di trasformare tutto il calore di una sorgente omogenea in lavoro.
Il terzo principio della termodinamica afferma che l’entropia, cioè il grado di disordine, di un sistema termodinamico si annulla allo zero assoluto.
Poiché a livello di cultura generale la trattazione dei tre principi è comune a chimica e fisica, si rimanda alla sezione Chimica per la trattazione dei seguenti argomenti:
- Il calore
- La temperatura
- Gli stati della materia
- Gas ideali e gas reali
- Leggi dei gas ideali
- La teoria cinetica
- Gas reali
- L’evaporazione
- L’ebollizione
- La fusione
- La sublimazione
- Primo principio della termodinamica
- Secondo principio della termodinamica
- Terzo principio della termodinamica
- Energia libera.
Ritratto di Rudolf Clausius (1822-1888), uno dei “padri” della termodinamica
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