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. 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. 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

1. Pressione costante: trasformazioni isobare,

   $W_{1-2}=\int PdV=P(V_2-V_1)$

2. Volume costante: trasformazioni isocore,

   $W_{1-2}=\int PdV=0$

3. Temperatura costante: trasformazioni isoterme,

   $W_{1-2}=\int PdV,$ dove P varia con V via $PV=P_1{V}_1=C$, quindi si ha:

   $W_{1-2}=P_1{V}_1\ln \frac{V_2}{V_1}$

4. Trasformazioni politropiche,

   $W_{1-2}=\frac{P_1{V}_1-P_2{V}_2}{n-1}$

Bibliografia

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Voci correlate

• Trasformazione adiabatica
• Trasformazione ciclica
• Trasformazione isobara
• Trasformazione isocora
• Trasformazione isoterma
• Trasformazione reversibile