Secondo la Prima Legge della Termodinamica, in ogni processo termodinamico la quantità di calore Q ricevuto da un sistema è uguale al lavoro da esso compiuto più la variazione della sua energia interna.
Quando la pressione è costante, il calore scambiato dal sistema con il mezzo esterno viene utilizzato per il lavoro e per modificare l'energia interna. In molte situazioni pratiche, i sistemi sono sottoposti a pressione atmosferica, come nel caso di una reazione chimica. La figura sopra mostra il diagramma PV di questo tipo di processo.
In questo caso, nell'equazione della Prima Legge,
Q=τ+∆U
nessuno dei termini è zero. Il lavoro è scritto in funzione della variazione di volume volumeV, come ad esempio:
=P.∆V
Per il caso particolare di un gas ideale monoatomico, l'energia può essere scritta come segue:
Pertanto, possiamo scrivere il Primo Principio della Termodinamica in funzione di ΔV:
Il calore scambiato con il fluido è (5/2)P.ΔV, e il 40% del totale – che corrisponde a P.ΔV – viene utilizzato per eseguire lavori; e (3/2)P.ΔV, che corrisponde al 60% del totale, servono ad alterare l'energia interna. Questo risultato è valido per un gas monoatomico ideale.
Il calore è correlato alla variazione di temperatura (usando la legge dei gas ideali) da:
Pertanto, il calore fornito può essere calcolato dalla variazione di temperatura o dalla variazione di volume.
di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-para-processos-isobaricos.htm
