1. Il Primo Principio (Conservazione dell'Energia)
Il primo principio della termodinamica afferma che l'energia totale di un sistema isolato si conserva. La variazione dell'energia interna $\Delta U$ di un sistema è data dalla differenza tra il calore $Q$ scambiato e il lavoro $W$ compiuto:
2. Il Secondo Principio (Direzionalità e Verso dei Processi)
Il secondo principio stabilisce che i fenomeni naturali sono irreversibili e si muovono spontaneamente in una sola direzione. Esistono due formulazioni classiche ed equivalenti:
- Enunciato di Kelvin-Planck: "È impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia quello di convertire in lavoro il calore assorbito da un'unica sorgente a temperatura uniforme."
- Enunciato di Clausius: "È impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia il passaggio di calore da un corpo più freddo a uno più caldo, senza l'apporto di lavoro esterno." (È il principio di funzionamento dei frigoriferi).
L'entropia misura il grado di disordine molecolare e in un sistema isolato aumenta costantemente nei processi irreversibili.
3. Il Terzo Principio (Zero Assoluto)
Il terzo principio della termodinamica (o teorema di Nernst) stabilisce che non è possibile raggiungere lo zero assoluto di temperatura ($0\text{ K}$, pari a $-273{,}15\text{ °C}$) mediante un numero finito di trasformazioni. Inoltre, l'entropia di un cristallo perfetto allo zero assoluto è pari a zero ($S = 0$).
4. Banca Dati Dinamica: 100 Esercizi sui Principi della Termodinamica
Elenco completo dei 100 esercizi interattivi focalizzati sul primo principio, applicazioni dei due enunciati del secondo principio (Clausius e Kelvin-Planck), variazioni di entropia e concetti del terzo principio, ordinati per difficoltà: