Il lessico della Termodinamica

Sistema Termodinamico
Sistema termodinamico è la porzione limitata e finita di materia oggetto dell'indagine termodinamica.

Sistemi omogenei e non omogenei
Sono omogenee sostanze dello stesso genere, specie e natura, per esempio gas, liquidi e solidi puri; sono eterogenei i minerali, le miscele (acqua e ghiaccio, un liquido ed il suo vapore), soluzioni solide, etc.

Ambiente termodinamico
La materia che non fa parte del sistema e che, interagendo con esso, ne determina l'evoluzione fisica costituisce l'ambiente termodinamico.

Superficie di contorno di un sistema termodinamico
E' la superficie di separazione fra il sistema e l'ambiente.

Universo termodinamico
Sistema e ambiente termodinamico costituiscono l'universo termodinamico.

Esempi

Stato termodinamico di un sistema
L'insieme delle grandezze che consentono di specificare completamente le condizioni fisiche in cui si trova un sistema definiscono il suo stato termodinamico.

Parametri termodinamici
sono le grandezze fisiche che descrivono lo stato termodinamico di un sistema. I termini:
Variabili di stato, Parametri di stato, Proprietà termodinamiche e Coordinate termodinamiche sono spesso utilizzati come sinonimi di parametri termodinamici.

Proprietà intensive
Una proprietà di un sistema si dice intensiva quando il suo valore è lo stesso sia per l'intero sistema che per le sue parti finite, comunque piccole esse siano (ma non infinitesime da contenere solo poche particelle).
Esempi: Temperatura, Pressione, Vettore di polarizzazione, Vettore di magnetizzazione, ...

Proprietà estensive
Una proprietà di un sistema si dice estensiva se, suddividendo il sistema in più parti, la somma dei valori che quella proprietà assume per le parti è eguale al valore della proprietà dell’intero sistema.
Esempi: Volume, massa, Energia interna, Entropia, ...
Le proprietà estensive di un sistema diventano intensive quando vengono divise per la massa del sistema. In tal caso esse saranno contraddistinte dall'aggettivo specifico.
Esempi: Volume specifico, Energia interna specifica, Entropia specifica,...

Classificazione dei sistemi

Pareti e sistemi

Gli scambi di materia ed energia tra ambiente e sistema avvengono attraverso la superficie di contorno del sistema che spesso è costituita da vere e proprie pareti aventi delle particolari proprietà fisiche. Le pareti si possono distinguere in vari tipi:

Parete impermeabile
è una parete che impedisce lo scambio di materia fra sistema ed ambiente. Un sistema delimitato da una parete impermeabile è un sistema chiuso.

Parete adiabatica o termicamente isolata
è una parete che non permette scambi di calore.
Se un sistema in equilibrio è delimitato da una parete adiabatica, per modificarne lo stato termodinamico è necessario spostare la parete. Un sistema delimitato da pareti adiabatiche viene detto termicamente isolato.

Parete diatermica o termicamente conduttrice
è una parete non adiabatica, cioè una parete che consente scambi di calore.

Parete rigida e fissa
È una parete che impedisce al sistema che delimita di eseguire o subire un lavoro meccanico.
Un tale sistema si dice meccanicamente isolato.

Parete rigida, fissa ed adiabatica
Si tratta di una parete che non consente alcun scambio di energia.
Per questo viene detta energeticamente isolata. In questa trattazione non sono presi in considerazione eventuali scambi di energia con il sistema dovuti a campi di forze esterne (campi gravitazionali, elettromagnetici,…etc.).

Stato di equilibrio di un sistema
Un sistema si dice in equilibrio termodinamico se, pur potendo eventualmente scambiare energia e materia con l’ambiente, i suoi parametri termodinamici non cambiano nel tempo.

La Termodinamica classica tratta solo stati di equilibrio, in essa non interviene mai la variabile tempo! Per questa ragione taluni studiosi sostengono che la Termodinamica avrebbe dovuto essere denominata Termostatica.

Equazione di stato
è la relazione matematica che lega i parametri caratteristici di un determinato stato di un sistema.
Es: per una sostanza pura, genericamente

che per un gas ideale diventa

 e per un gas reale

Per un filo sottoposto a trazione

che prende il nome di equazione di stato di quel sistema.