Trasformazione quasistatica
Una trasformazione quasistatica è una trasformazione termodinamica che avviene in modo estremamente lento, in maniera tale che il sistema in esame, passando da uno stato di equilibrio iniziale A ad uno stato di equilibrio finale B, attraversi una successione di infiniti stati di equilibrio, separati tra loro da trasformazioni infinitesime e da variazioni infinitesime delle proprietà del sistema.[1][2] N.b. non tutte le trasformazioni quasistatiche sono reversibili
Soltanto le trasformazioni quasistatiche possono essere rappresentate come linee continue in un diagramma pressione-volume e alla fine solo queste trasformazioni hanno una condizione necessaria allo studio quantitativo della trasformazione.[1] Le trasformazioni reali occupano, nello stesso diagramma, una zona a forma di fuso, di spessore non nullo.
A rigore la trasformazione quasistatica è un'approssimazione utile allo studio delle trasformazioni termodinamiche, ma essa è difficilmente riproducibile nella realtà.
Una successione infinitamente lenta consente di passare da uno stato all'altro e, tramite incrementi infinitesimi, di variare pressione, volume e temperatura. Tutto questo avviene, se la trasformazione è ciclica, con un aumento d'entropia molto piccolo che si assume nullo, in modo graduale e ordinato.
Una trasformazione quasi-statica consente di approssimare una trasformazione reale con una ideale e reversibile, a variazione d'entropia nulla in un ciclo.
La trasformazione quasi-statica considera variazioni di tempo infinitesime, istantanee, e consente di applicare il calcolo infinitesimale e i differenziali alle equazioni termodinamiche, senza variarne il significato fisico.
Il lavoro di volume nelle trasformazioni quasistatiche
modifica- Pressione costante: trasformazioni isobare,
- Volume costante: trasformazioni isocore,
- Temperatura costante: trasformazioni isoterme,
- dove P varia con V via , quindi si ha:
- Trasformazioni politropiche,
Note
modifica- ^ a b Concise Encyclopedia of Science and Technology.
- ^ Haddad, p. 1.
Bibliografia
modifica- (EN) Concise Encyclopedia of Science and Technology, New York, McGraw-Hill, 2006.
- (EN) Y. M. Haddad, Mechanical Behaviour of Engineering Materials: Static and quasi-static loading, Springer, 2000, ISBN 0-7923-6354-X.