Quiz 1 – Risposta A

Il Primo Principio della Termodinamica è essenzialmente una formulazione della legge di conservazione dell'energia applicata ai sistemi termodinamici. In termini semplici, stabilisce che l'energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma da una forma all'altra (calore e lavoro).

La formula matematica è:

𝚫𝐔=𝐐−𝐋\mathbf{\Delta}\mathbf{U = Q - L}

Dove:

• 𝚫𝐔\mathbf{\Delta}\mathbf{U} è la variazione di energia interna del sistema.

• 𝐐\mathbf{Q} è il calore scambiato.

• 𝐋\mathbf{L} è il lavoro compiuto dal o sul sistema.

La convenzione dei segni è fondamentale per applicare correttamente l'equazione. Tradizionalmente, si adotta il punto di vista del sistema (ad esempio, un gas contenuto in un cilindro):

Calore 𝐐\mathbf{Q}

• Positivo 𝐐>𝟎\mathbf{Q\ > \ 0} : Quando il calore viene assorbito dal sistema (l'energia entra nel sistema).

• Negativo 𝐐>𝟎\mathbf{Q\ > \ 0\ }: Quando il calore viene ceduto dal sistema all'ambiente esterno (l'energia esce dal sistema).

Lavoro 𝐋\mathbf{L}

• Positivo 𝐋>𝟎\mathbf{L > 0} : Quando il lavoro è compiuto dal sistema verso l'esterno (ad esempio, un gas che si espande e sposta un pistone). In questo caso, il sistema "spende" energia.

• Negativo 𝐋<𝟎\mathbf{L < 0}: Quando il lavoro è compiuto dall'esterno sul sistema (ad esempio, una forza esterna che comprime il gas). In questo caso, l'ambiente "regala" energia al sistema.

Questa convenzione è stata adottata perché il sistema (un gas contenuto in un cilindro) si riferisce ai motori termici a combustione per i quali si fa riferimento come positivi al calore ceduto al gas dalla combustione di idrocarburi e al lavoro che il sistema “restituisce” sotto forma di lavoro.