Programma Ristretto

Concetti introduttivi. I Principio della Termodinamica. II Principio della Termodinamica: Entropia, trattazione classica: Miscele di gas ideali. III Principio della Termodinamica. Funzioni di Helmholtz e Gibbs. Relazioni termodinamiche generali: sistemi aperti, sistemi ad un solo componente, equilibri di fase. Termodinamica delle soluzioni; equilibri di reazione; elettroliti.

Programma Esteso

Introduzione. Grandezze di stato; differenziali e funzioni omogenee. 

La prima legge. Entalpia ed energia interna come funzioni di stato. Applicazione della prima legge; espansioni reversibili, effetto Joule-Thompson, capacità termiche, calori di reazione.

La seconda legge. I formalismi matematici. Il ciclo di Carnot. Gli enunciati del secondo principio. Le scale di temperatura. Variazioni di entropia in processi reversibili e non. La diseguaglianza di Clausius. L’entropia dei gas, reazioni e transizioni di fase. Il concetto statistico di entropia. Equilibrio, spontaneità, reversibilità. Sistemi a (T,V) costanti, a (T,P) costanti. 

Grandezze termodinamiche. Le funzioni di Gibbs, Helmholtz e Planck. Il lavoro utile. Applicazioni a transizioni di fase: equazioni di Clapeyron e Clausius-Clapeyron. Equilibrio e spontaneità nelle trasformazioni. Grandezze Parziali Molari e potenziali chimici. Sistemi a composizione variabile. Miscele di gas. Fugacità e potenziali chimici. Miscele liquide, o solide. Sistemi reali. La regola delle fasi. Soluzioni ideali, diluite e soluzioni di elettroliti. Attività e proprietà in eccesso. La tensione superficiale.

La terza legge. La formulazione di Nernst e Planck. Proprietà termodinamiche allo zero assoluto.

Propedeutica al Laboratorio di Chimica Fisica I Trattazione di dati sperimentali e teoria degli errori • Circuiti in c.c. ed alternata • Misure di temperatura • Produzione del vuoto e misure di pressione • Proprietà di trasporto; la viscosità e la conducibilità ionica. • Elettrochimica di equilibrio e fuori dall’equilibrio.

Esercitazioni di laboratorio Calorimetria di combustione • Emf vs T per la pila Weston • Misura della conducibilità equivalente ed equivalente limite (determinazione costante dissociazione ac. benzoico) • Misura di densità di soluzioni acquose (volumi parziali molari) • Determinazione della capacità di un accumulatore • Costruzione del diagramma di fase Pb-Sn da acquisizione delle curve di raffreddamento.