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c02:a0201

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Linea 1: Linea 1:
 ====== A2.1 Energia interna, pressione della radiazione e pressione del gas perfetto ====== ====== A2.1 Energia interna, pressione della radiazione e pressione del gas perfetto ======
  
-Si è già indicato (<tex>$ \rightarrow A1.1$</tex>) come all'interno di+Si è già indicato ($ \rightarrow A1.1$) come all'interno di
 una struttura stellare materia e radiazione siano ambedue da una struttura stellare materia e radiazione siano ambedue da
 considerarsi termalizzate alla temperatura locale T. In tali considerarsi termalizzate alla temperatura locale T. In tali
 condizioni la densità e la distribuzione in frequenza dei fotoni condizioni la densità e la distribuzione in frequenza dei fotoni
 restano regolate dalle leggi del corpo nero, la //densità di restano regolate dalle leggi del corpo nero, la //densità di
-energia// risultando in particolare pari a <tex>$U = a T^4$</tex>. In tali+energia// risultando in particolare pari a $U = a T^4$. In tali
 condizioni è anche facile ricavare il valore della //pressione di condizioni è anche facile ricavare il valore della //pressione di
 radiazione//, collegata - come nel caso delle particelle- al momento radiazione//, collegata - come nel caso delle particelle- al momento
Linea 14: Linea 14:
 cubetto di volume unitario a superfici interne perfettamente cubetto di volume unitario a superfici interne perfettamente
 riflettenti. Un generico fotone di energia <tex>$E=h\nu$</tex> e momento riflettenti. Un generico fotone di energia <tex>$E=h\nu$</tex> e momento
-<tex>$p=h\nu/c$</tex> avrà una direzione di moto definita dai tre [[wp.it>coseni direttori]]+$p=h\nu/c$ avrà una direzione di moto definita dai tre [[wp.it>coseni direttori]]
 \\ \\
 +$$\frac {c_x}{c}, \frac {c_y}{c}, \frac {c_z}{c}$$
 \\ \\
-<tex>$$\frac {c_x}{c}, \frac {c_y}{c}, \frac {c_z}{c}$$</tex> +degli angoli formati dal vettore velocità $\overline c$ 
-\\ +
-\\ +
-degli angoli formati dal vettore velocità <tex>$\overline c$</tex> +
 con i tre assi delle coordinate. Nell'unità di tempo si con i tre assi delle coordinate. Nell'unità di tempo si
 avranno c<sub>x</sub> urti contro le due pareti perpendicolari all'asse x avranno c<sub>x</sub> urti contro le due pareti perpendicolari all'asse x
 (Figura 2.6) ed in ogni urto verrà scambiata una (Figura 2.6) ed in ogni urto verrà scambiata una
-quantità di moto pari in modulo a <tex>$2(h\nu/c) c_x/c$</tex>. La somma+quantità di moto pari in modulo a $2(h\nu/c) c_x/c$. La somma
 (in modulo) dei momenti scambiati dal fotone con le 6 pareti del (in modulo) dei momenti scambiati dal fotone con le 6 pareti del
 cubetto nell'unità di tempo risulta cubetto nell'unità di tempo risulta
 \\ \\
-\\ 
-<tex> 
 $$2\frac {h\nu}{c} \frac {c_x}{c}+ 2\frac {h\nu}{c}\frac {c_y}{c}+ 2\frac {h\nu}{c} \frac {c_z}{c} = 2 \frac {h\nu}{c^2}(c_x^2+ c_y^2+ c_z^2) = 2 h\nu = 2E$$ $$2\frac {h\nu}{c} \frac {c_x}{c}+ 2\frac {h\nu}{c}\frac {c_y}{c}+ 2\frac {h\nu}{c} \frac {c_z}{c} = 2 \frac {h\nu}{c^2}(c_x^2+ c_y^2+ c_z^2) = 2 h\nu = 2E$$
-</tex> 
-\\ 
 \\ \\
 Se ne conclude che il gas di fotoni isotropi scambia Se ne conclude che il gas di fotoni isotropi scambia
Linea 38: Linea 32:
 quantità di moto pari a quantità di moto pari a
 \\ \\
-\\ +
-<tex>+
 $$\Delta p = E/3$$ $$\Delta p = E/3$$
-</tex> 
-\\ 
 \\ \\
 dove E è la somma delle energie dei singoli fotoni. dove E è la somma delle energie dei singoli fotoni.
-Poichè <tex>$\Delta p=F\Delta t$</tex> si ricava che il gas di fotoni opera+Poiché $\Delta p=F\Delta t$ si ricava che il gas di fotoni opera
 sulla superficie unitaria una forza (la pressione) pari a sulla superficie unitaria una forza (la pressione) pari a
 \\ \\
-\\ 
-<tex> 
 $$P_r = E/3$$ $$P_r = E/3$$
-</tex> 
-\\ 
 \\ \\
 Per una distribuzione di corpo nero si ricava cos\`i il Per una distribuzione di corpo nero si ricava cos\`i il
 valore della pressione di radiazione valore della pressione di radiazione
 \\ \\
-\\ 
-<tex> 
 $$P_r = \frac {1}{3} U = \frac {a}{3} T^4$$ $$P_r = \frac {1}{3} U = \frac {a}{3} T^4$$
-</tex> 
-\\ 
 \\ \\
 Con considerazioni del tutto analoghe si ricava per un [[wp.it>gas perfetto]] Con considerazioni del tutto analoghe si ricava per un [[wp.it>gas perfetto]]
 non relativistico non relativistico
 \\ \\
-\\ 
-<tex> 
 $$P_g = \frac {1}{3} \Sigma m_iv_i^2 = \frac {2}{3} W$$ $$P_g = \frac {1}{3} \Sigma m_iv_i^2 = \frac {2}{3} W$$
-</tex> 
-\\ 
 \\ \\
 {{:c02:figura_02_06.jpg?400}} {{:c02:figura_02_06.jpg?400}}
Linea 77: Linea 56:
 fotone di impulso <tex>h$\nu$/c</tex> inverte la componente x cedendo un fotone di impulso <tex>h$\nu$/c</tex> inverte la componente x cedendo un
 impulso pari a  impulso pari a 
-<tex> + 
-  +$$\frac{2 h \nu}{c}{cos \theta} =  
-\frac{2 h \nu}{c}{cos \theta} =  +\frac{2 h \nu}{c} {\frac{c_x}{c}}$$ 
-\frac{2 h \nu}{c} {\frac{c_x}{c}} + 
-</tex>  +dove $W=\Sigma \frac {1}{2} m_iv_i^2$  
-\\ +rappresenta la densità di energia cinetica. Poiché l'energia cinetica media
-\\ +
-dove <tex>$W=\Sigma \frac {1}{2} m_iv_i^2$</tex>  +
-rappresenta la densità di energia cinetica. Poichè l'energia cinetica media+
 per molecola è pari a  per molecola è pari a 
-<tex>$3/2 kT, \Sigma\frac{1}{2} m_i v_i^2 = nkT$</tex> dove n rappresenta il numero di particelle per+$3/2 kT, \Sigma\frac{1}{2} m_i v_i^2 = nkT$ dove n rappresenta il numero di particelle per
 unità di volume. Si ritrova così l'equazione di stato del gas unità di volume. Si ritrova così l'equazione di stato del gas
 perfetto perfetto
 \\ \\
-\\ 
-<tex> 
 $$P_g = nkT$$ $$P_g = nkT$$
-</tex> 
 \\ \\
-\\ +Per un gas perfetto monoatomico $W=U=3/2 kT$. Nel caso più 
-Per un gas perfetto monoatomico <tex>W=U=3/2 kT</tex>. Nel caso più +generale $U=N/2 kT$, dove N è il numero di gradi di libertà
-generale <tex>U=N/2 kT</tex>, dove N è il numero di gradi di libertà+
 delle particelle, e si ricava facilmente delle particelle, e si ricava facilmente
 \\ \\
-\\ 
-<tex> 
 $$P_g = \frac {2}{N} U$$ $$P_g = \frac {2}{N} U$$
-</tex> 
-\\ 
 \\ \\
 che, in analogia di quanto già visto per la che, in analogia di quanto già visto per la
 radiazione, pone in relazione la pressione con l'energia interna radiazione, pone in relazione la pressione con l'energia interna
 per unità di volume. per unità di volume.
-\\ 
 \\ \\
 <fbl> <fbl>
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 ---- ----
 ~~DISQUS~~ ~~DISQUS~~
c02/a0201.txt · Ultima modifica: 10/05/2023 15:08 da marco

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