In questo articolo scopriremo quali sono i migliori libri e manuali di termodinamica.
Con la parola termodinamica si identificava, almeno inizialmente, lo studio del calore. Oggi, invece, il significato del termine è stato esteso allo studio della trasformazione dell’energia in tutte le sue forme. La termodinamica ruota intorno al concetto di temperatura: come il tempo è la variabile fondamentale della dinamica, la temperatura è la variabile fondamentale della termodinamica.
Un “sistema termodinamico” identifica quella parte dell’universo che si vuole studiare (la rimanente parte è detta ambiente). Questa porzione di spazio è divisa dall’ambiente esterno mediante una superficie di controllo ed è il luogo in cui avvengono trasformazioni interne e scambi di materia o energia con l’ambiente esterno (sotto forma di calore o lavoro).
Tutti noi a scuola abbiamo appreso dell’esistenza delle tre leggi della termodinamica. In realtà esiste anche un principio zero che è implicito negli altri tre e che cerca di fornire una definizione di temperatura di un oggetto. Il principio zero della termodinamica afferma che, dato un corpo “X” in equilibrio termico con un corpo “Y” e “Y” in equilibrio termico con un corpo “Z” allora “X” e “Z” sono in equilibrio tra loro.
Il primo principio della termodinamica è un principio di conservazione dell’energia: “la variazione dell’energia interna di un sistema termodinamico chiuso è uguale alla differenza tra il calore fornito al sistema e il lavoro compiuto dal sistema sull’ambiente” ovvero “ΔU = Q – L” dove U è l’energia interna del sistema, Q il calore fornito al sistema e L il lavoro compiuto dal sistema. Il secondo principio afferma che “è impossibile realizzare una macchina ciclica che abbia come unico risultato il trasferimento di calore da un corpo freddo a uno caldo” (enunciato di Clausius). Il terzo principio sancisce che “è impossibile raggiungere lo zero assoluto con un numero finito di trasformazioni” e introduce la definizione della grandezza chiamata entropia.
A riguardo abbiamo inserito in coda alla nostra selezione dei migliori libri e manuali sulla termodinamica il testo “Le regole del gioco. Come la termodinamica fa funzionare l’universo“, di Peter William Atkins, e il piccolo gioiellino scritto dal fisico italiano Vittorio Silvestrini “Che cos’è l’entropia. Ordine, disordine, evoluzione dei sistemi”.
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Termodinamica e trasmissione del calore. Con aggiornamento online
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Un saggio piacevole sull’entropia che spiega che cos’è l’energia e le sue trasformazioni, il disordine e l’evoluzione spontanea dei sistemi complessi, anche non isolati. Ampio spazio viene dedicato al legame tra la termodinamica e l’origine della vita.
Tra i più importanti studiosi che hanno apportato contributi significativi nell’ambito della termodinamica spicca lo scienziato europeo Nicolas Léonard Sadi Carnot (nato nel 1796 a Parigi). I suoi studi sono un esempio significativo del contributo della tecnica alla fisica teorica e hanno condotto alla teorizzazione di quella che sarà chiamata la macchina di Carnot, al ciclo di Carnot e al teorema di Carnot.
Carnot intuì che il rendimento delle macchine termiche non dipende dalle caratteristiche del fluido ma dalla differenza di temperatura fra le due sorgenti di calore presenti.
