Teoria Fisica tecnica

1° PTD

In un processo adiabatico, la quantità di calore netto scambiato fra un sistema e l'esterno, è pari alla quantità di lavoro netto scambiato ∮dq = ∮dL.

Entalpia

L'entalpia è un potenziale energetico che ha un fluido che si muove, è una possibilità di compiere lavoro/scambiare calore.

h = u + dU

Calori specifici

C_v = (du/dT)_V-cost C_p = (dh/dT)_p-cost

cost. ρdu = 0

C_v = dQ/dT perché υ'-cost dQ = du + dL dQ = du

Gas ideale

Un gas ideale è un comportamento di un fluido che si ha quando rispetta la legge: pυ = RT.

Si può dimostrare che: du = C_v dT.

L'energia interna è solo funzione della temperatura.

dh = C_p dT analogo per l'entalpia.

I legami tra i due calori specifici è dato da: C_p = C_v + R.

con K = C_p/C_v → C_p = (K/K-1) R; C_v = (R/K-1)

Trasformazioni tipiche gas ideale

Processo

• Isocoro (U-cost) ⇒ p / T = cost.
• Isobaro (p-cost) ⇒ υ / T = cost.
• Isotermo (T-cost) ⇒ pυ = cost.
• Adiabatico (Q₁₂ = 0) ⇒ pυ^K = cost.

Tp T_f^K = cost.

U^-K = cost.

Pressione tutte le precedenti il politropico (pag 11)

1° PTD

In un processo ciclico, la quantità di calore netto scambiato fra un sistema e l'esterno, è pari alla quantità di lavoro netto scambiato ∮dq = ∮dL.

Entalpia

L'entalpia è un potenziale energetico che ha un fluido che si muove, ed è una possibilità di compiere lavoro/scambiare calore.

h = u + dU

Calori specifici

C_u = (du/dT)_v; C_p = (dh/dT)_p

C_u = dQ/dT

C_u = dQ/dT; dQ = du; > p/du

Gas ideale

Un gas ideale è un comportamento di un fluido che si ha.

pV = RT

Si può dimostrare che: du = C_u dT.

L'energia interna è solo funzione della temperatura.

dh = C_p dT.

I legami tra i due calori specifici è dato da: C_p = C_u + R.

con K = C_p/C_u

C_p = C_u =

Trasformazioni tipiche gas ideale

Processo isocoro (v=cost)

Isobaco (p=cost)

Isotermo (T=cost)

Adiabatico (Q_in=0)

Compressione

Lo scopo è quello di portare un gas ad una determinata pressione di utilizzo, aumentando la pressione del gas se ne diminuisce il volume.

• Aspirazione
• Compressione
• Scarico
• Espansione

Compressore alternativo

Ac - A = aspirazione isobara.

A - B = compressione adiab.

Diagramma reale

V_n = volume nuovo.

V_g = " generato.

V_a = " aspirato.

D - A = aspirazione.

A - B = compr. adiab.

B - C = scarico.

C - D = espans. adiab.

Problemi

• Problemi di spazio, si crea volume nuovo.
• Le fasi di aspirazione e scarico non possono essere isobare.

Rapporto di compressione

r_p = P₂/P₁

Rendimento volumetrico

η_v = 1 - (V_n/V_a) * (r_p^k-1)

2° PTD

Enunciato di Kelvin - Plank

È impossibile costruire una macchina operante secondo un processo adiac. >1 un ciclo il cui unico effetto è quello di trasformare in lavoro tutto il calore estratto da una sorgente T uniforme e costante nel tempo.

È impossibile 1 - [Q₂/Q₁]

Enunciato di Clausius

È impossibile costruire un macchino operante secondo un processo adiac. il cui unico effetto è quello di trasformare il calore da un corpo a temperatura più basso ad uno a temperatura più alto.

Ciclo frigo

T₂ > T₃ > T₁

(raffreddatore assorbente calore interno, aspirato calore esterno)

Pompa di calore

Q₄ > T₂ > T₁

Prelevato calore dall'ambiente.

Efficienza = ε^{c.e.g. Q₂+L / L}

Teorema di Carnot

Il rendimento massimo di una macchina che lavora tra due sorgenti, si ottiene con un ciclo reversibile e tale rendimento è indipendente dalla sostanza operativa, e risulta funzione solo delle temperature delle sorgenti.

AB: isoterma a T₁ assorbe calore