Sistemi Energetici

Classificazione delle macchine

Macchine operatrici

Macchine motrici

Macchina a fluido = un oggetto che scambia energia tra il fluido e l'organo meccanico mobile (che svolge movimento non di lavoro). Può avvenire in due direzioni:

• Macchina operatrice: trasformano l'energia meccanica in energia interna del fluido, esempio un compressore.
• Macchina motrice: trasforma l'energia interna del fluido in energia meccanica, esempio il motore di un automobile.

Termiche

Idrauliche

Classificazione in base al fluido:

• Termiche = fluido comprimibile (motore automobilistico).
• Idrauliche = fluido incomprimibile (in generale se non varie le densità).

Variano la densità, o volume specifico, è in grado di produrre lavoro → basato sull'espansione.

Il lavoro non è autocentrato dell'espansione.

Volumetriche

Turbomacchine

In base al modo di scambiare lavoro:

• Volumetriche = scambio di lavoro basato su scambio di forze quasi-statiche (azione delle persone).
• Turbomacchine = scambio del energia basato su forze dinamiche (quantità di moto).

Il principio della termodinamica in forma lagrangiana

Vale x un sistema non isolato con T costante e che è in equilibrio termodinamico in t_inf, definito con un parametro (t, f, f'), dominio (Γ,Λ,Θ) due insiemi differenti (Γ, Λ).

L = _{locazione di} metà lavoro totale nel TE_int + E^c

Classificazione delle macchine

Macchine operatrici

Macchine motrici

Macchina a fluido: un oggetto che scambia energia tra le particelle e un organo meccanico mobile (che sfrutta movimento non di lavoro). Può avvenire in due direzioni:

• Macchina operatrice: trasforma l'energia meccanica in energia interna del fluido, esempio: un compressore.
• Macchina motrice: trasforma l'energia interna del fluido in energia meccanica, esempio: il motore di un automobile.

Termiche

Idrauliche

Classificazione in base al fluido:

• Termiche: fluido comprimibile (motore automobile).
• Idrauliche: fluido incomprimibile (in generale se non vi sono le dislivelli).

Variano la densità o volume specifico e in grado di assorbire lavoro: si basa nell'espansione.

Il lavoro non è contornato dalla espansione.

Volumetriche

Turbomacchine

In base al modo di scambiare lavoro:

• Volumetriche: scambio di lavoro basato in scambio di forze generatorie (pistone nelle pompe).
• Turbomacchine: scambio di energia basato su forze diminuito che (quantità di moto).

I principi della termodinamica in forma lagrangiana

Vale per un sistema chiuso e con il costante e che è in equilibrio termodinamico con un sistema esterno e con il termometro (p, T) contatto i dati.

E = E_att + E_i

Formula lagrangiana legata ad un osservatore che studia l'evoluzione del sistema nel tempo.

L + Q = ΔE riferita all'unità di massa [J/kg]

Macroscopico

• ΔE_c: variazione cinetica.
• ΔE_g: variazione energia potenziale gravitazionale.
• ΔE_p: energia potenziale di un vettore.

Microscopico

• ΔU: energia interna.

Microscopico alla temperatura e livello microscopico della energia dei legami dei movimenti atomici.

ΔE = ΔU + ΔE_c + ΔE_g + ΔE_p

E_c = m b²/q

E₂ - E₁ = -1/k

E_p = mgz₂ - mgz₁

E_c = mu²/q

F_i = mg²

-L₁ = ∫F•ds = ∫mg dz = mg (z₂-z₁)

∫F•ds = -mw²/q(z₂²-z₁²)

u = wr velocità di trascinamento

L + Q= (U₂ - U₁) + (b²/q - b₁²/q) + g(z₂ - z₁)

Forma pratica

Forma tecnica

dl + dQ = dL + bdb + g dz = u dr

II^o principio della termodinamica

In una trasformazione ciclica ideale (si ritorna allo stesso stato(termotinamico)) reversibile - ciclo di Clausius.

Osservazione di Clausius

B∮ dq _T = 0     A    ∫_B^A