Diagramma termodinamico: differenze tra le versioni

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{{F|termodinamica|luglio 2011}}

[[ImmagineFile:DiagP-V-T phaseDiagram PVT(Water).pngit.svg|thumb|300pxupright=1.4|Diagramma di stato p-V-T, rappresentativo di tutti gli stati termodinamici di un sistema ad un componente.]]

Con il termine '''diagramma termodinamico''' si fa riferimento a un [[diagramma]] (generalmente in 2 o 3 dimensioni) in cui come [[sistema di riferimento|coordinate]] compaiono [[grandezza termodinamica|grandezzagrandezze termodinamiche]] (ad esempio [[temperatura]], [[pressione]], [[volume]], [[entalpia]], [[energia libera]]).

== Tipologie di diagrammi termodinamici ==

Per rappresentare i possibili [[stato termodinamico|stati termodinamici]] che un [[sistema termodinamico|sistema]] può assumere, si fa uso di particolari diagrammi termodinamici, chiamati [[diagramma di stato|"diagrammi di stato]]", i quali riassumono graficamente le dipendenze reciproche tra le variabili di stato.

Per rappresentare i possibili [[stato termodinamico|stati termodinamici]] che un [[sistema termodinamico|sistema]] può assumere, si fa uso di particolari diagrammi termodinamici, chiamati [[diagramma di stato|diagrammi di stato]], i quali riassumono graficamente le dipendenze reciproche tra le variabili di stato.

In particolare in un [[diagramma p-V-T]] possono essere rappresentati tutti gli stati termodinamici di un particolare sistema ad un componente, mentre per rappresentare sistemi in cui una delle variabili di stato è costante si utilizzano:

* ''diagramma pV-p'' (o [[piano di Amagat]])

* ''diagramma p-V'' (o [[piano di Clapeyron]])<ref name=Bor82>{{Cita|Borel|p. 82}}.</ref><ref>per l'esatezzaesattezza, il ''diagramma di Andrews'' e il ''diagramma meccanico'' sono dei diagrammi tracciati in un ''piano p-V'' (o ''piano di Clapeyron'').</ref>

* ''diagramma T-S'' (o [[diagramma entropico]])<ref name=Bor82/>

* ''diagramma p-T'' (o [[diagramma di fase]] o diagramma di stato per sostanze pure)

* [[diagramma p-H]] (o piano del frigorista)

* ''diagramma H-S'' (o [[diagramma di Mollier]]).<ref name=Bor82/>

[[File:TX-Diagram.jpg|thumb|300pxupright=2.2|Esempi di diagrammi T-x per una miscela liquido-vapore.]]

*''diagramma pV-p'' (o [[piano di Amagat]])

*''diagramma p-V'' (o [[piano di Clapeyron]])<ref>per l'esatezza, il ''diagramma di Andrews'' e il ''diagramma meccanico'' sono dei diagrammi tracciati in un ''piano p-V'' (o ''piano di Clapeyron'').</ref>

*''diagramma T-S'' (o [[diagramma entropico]])

*''diagramma p-T'' (o [[diagramma di fase]] o diagramma di stato per sostanze pure)

*[[diagramma p-H]]

*''diagramma H-S'' (o [[diagramma di Mollier]])

[[File:TX-Diagram.jpg|thumb|300px|Esempi di diagrammi T-x per una miscela liquido-vapore.]]

Nel caso in cui si voglia considerare anche una variazione nella composizione del sistema, bisogna riferirsi alla composizione, esprimibile ad esempio dalla [[frazione molare]] <math>x</math>, ad esempio:

* [[diagramma p-x]] (o [[diagramma di fase]] o diagramma di stato per miscele)

* [[diagramma pT-x]] (o [[diagramma di fase]] o diagramma di stato per miscele)<!--[[diagramma T-X]]-->

* [[diagramma TH-x]] (o [[diagramma di fase]] o diagramma di stato per miscele)

* [[diagramma HG-x]].

*[[diagramma G-x]]

Esistono poi dei diagrammi più specifici, utilizzati per descrivere particolari trasformazioni o sistemi, ad esempio:

* [[Psicrometria|diagramma psicrometrico]]: per miscele acqua-aria a pressione costante

* ''diagramma x-y'' (o [[curva di equilibrio]]): per sistemi liquido-vapore (utilizzata ad esempio nel [[Metodo di McCabe-Thiele]])

* [[diagramma GQ-xT]]

* [[diagramma cp-T|diagramma c_p-T]] .

Quelli descritti sono alcuni dei ''diagrammi termodinamici'' utilizzati per descrivere lo stato di un dato sistema. Ovviamente possonoPossono essere utilizzate molteplici [[combinazione|combinazioni]] di variabili termodinamiche per costruire un diagramma termodinamico. In questa maniera si può valutare graficamente l'effetto della variazione di una variabile termodinamica su di un'altra variabile.

*[[Psicrometria|diagramma psicrometrico]]: per miscele acqua-aria a pressione costante

*''diagramma x-y'' (o [[curva di equilibrio]]): per sistemi liquido-vapore (utilizzata ad esempio nel [[Metodo di McCabe-Thiele]])

*[[diagramma Q-T]]

*[[diagramma cp-T|diagramma c_p-T]]

== Luoghi di un diagramma termodinamico classificati per grado di libertà ==

Quelli descritti sono alcuni dei ''diagrammi termodinamici'' utilizzati per descrivere lo stato di un dato sistema. Ovviamente possono essere utilizzate molteplici [[combinazione|combinazioni]] di variabili termodinamiche per costruire un diagramma termodinamico. In questa maniera si può valutare graficamente l'effetto della variazione di una variabile termodinamica su di un'altra variabile.

==Luoghi di un diagramma termodinamico classificati per grado di libertà==

{{vedi anche|Grado di libertà (termodinamica)}}

In un diagramma termodinamico bidimensionale sono rappresentati stati termodinamici con [[Grado di libertà (chimica)|varianza]] (o grado di libertà) pari a:

* 0: ''sistemi zero-varianti'', rappresentati da un [[punto (geometria)|punto]] (ad esempio, [[Punto critico (termodinamica)|punto critico]], [[punto triplo]], [[eutettico|punto eutettico]])

* 1: ''sistemi mono-varianti'', rappresentati da una [[Curva_Curva (matematica)|curva]] (ad esempio, curva di ''liquidus'' (o liquido saturo), curva di ''vaporus'' (o vapore saturo), [[isoterma (termodinamica)|isoterma]], [[isobara (termodinamica)|isobara]], [[isocora]], [[Trasformazione isoentalpica|isoentalpica]], [[isoentropica]], [[Trasformazione adiabatica|adiabatica]])

* 2: ''sistemi bi-varianti'', rappresentati da una [[superficie|area]] (ad esempio, le zone relative a [[solido]], [[liquido]], [[gas ideale]], [[gas reale]], [[equilibrio liquido-vapore]], fluido supercritico)

Possiamo immaginare la ''varianza'' come i gradi di libertà di un punto costretto a muoversi nella regione geometrica di pertinenza del sistema considerato: per esempio, nel caso di un sistema a temperatura costante (isoterma) possiamo muoverci lungo una sola [[coordinata curvilinea]], quindi la varianza è 1, mentre per un sistema di cui siano fissate due [[variabili di stato]] la varianza è 0, in quanto non è possibile muoverci dal punto considerato. Possiamo associare questi ''movimenti'' del punto geometrico ad una particolare [[trasformazione termodinamica]], e possiamo immaginare il punto stesso come uno ''stato termodinamico''. Quindi ogni stato termodinamico, essendo rappresentato da un punto, ha varianza nulla.

La varianza di un [[sistema termodinamico]] qualsiasi può essere calcolata rigorosamente applicando la [[regola delle fasi]].

== Note ==

<references/>

==Voci correlateBibliografia ==

* {{cita libro | cognome= Borel | nome= Lucien | coautori= Daniel Favrat | titolo= Thermodynamics and Energy Systems Analysis: From Energy to Exergy | editore= EPFL Press | città= | anno= 2010 | lingua= inglese | ISBN= 1-4398-3516-0 | cid= Borel | url= http://books.google.co.uk/books?id=bnyCpHkqQ_0C}}

*[[Grado di libertà (chimica)]]

*[[Sistema termodinamico]]

*[[Spazio delle fasi]]

*[[Stato termodinamico]]

*[[Termodinamica]]

== Voci correlate ==

* [[Grado di libertà (chimica)]]

* [[Sistema termodinamico]]

* [[Spazio delle fasi]]

* [[Stato termodinamico]]

* [[Termodinamica]]

* [[Diagramma di Stüve]]

* [[Emagramma]]

* [[Nomogramma di Herloffson]]

* [[Tefigramma]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto}}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|chimica|termodinamica}}

[[Categoria:Diagrammi termodinamici| ]]

[[en:Thermodynamic diagrams]]

[[fr:Diagramme thermodynamique]]

[[pl:diagram termodynamiczny (meteorologia)]]