Appunti presi in presenza di Fisica tecnica

SISTEMA: porzione dell'universo oggetto dell'indagine

EQUILIBRIO: non c'è scambio di calore

DIATERMO: permette scambio di calore

FUNZIONE di STATO dipende dal punto iniziale e finale

SCAMBIO dipende dal percorso

CHUSO

APRO

1^° PRINCIPIO VALIDO SEMPRE

energia interna

funzione di stato

termini differenziali

termini specifici

h_e = u_e + p_ev_e entalpia

regime STAZIONARIO non cambia al passare del tempo, m_i = m_e

REVERSIBILE ADIABATICO

lavoro forza pressione

L_e + L_p - ∫p dv

∫_1^─2 v dp

Sistema aperto, adiabatico

ΣL = 0, Q = 0

Q12 = L12 + Δhe + Δec + Δep [J/kg]

(h2 - h1) + w_c²/2 - w_u²/2 + g(z2 - z1) = 0

u2 + p2v2 - (u1 + p1v1) + w_l - w_e = 0

(u2 - u1) + (p2v2 - p1v1) + w_l - w_e + ½ (w_u² - w_l²) + g(z2 - z1) = 0

L = lavoro

w_e = 0, w_l = 0

ρ1 = ρ2

w_l

p/ρ + w²/2 + gz = cost

⇒ p2/ρ + w₂²/2 + g₂z₂ = p1/ρ + w₁²/2 + g₂z₁ = cost

CHIUZO ⇒ Q12 - L12 = Δhe

APETO ⇒ Q12 - L12 = Δhe

REVERIBILI only

∫ρdυ

∫υdp

1) Q12 - L12 = [(h2 + w₂²/2 + gz2) - (h1 + w₁²/2 + gz1) ]

2) Q12 - L12 = m[(h2 - h1)]

3) Q12 - L12 = m[(h2 - h1)] = mL12

punto di scarico

punto di carico

Ugello, Diffusore

Compressore, Turbina

Q = 0

Pz2 - Pz = ṁ(hz - h1)

ω = ṁ(h1 - h2) < 0

lavoro erogato

⇒ h2 > h4

lavoro ottenuto

Ciclo di Carnot

• 2 isoterme
• 2 adiabatiche

Q1

e

Q2

P

e

L

t1

t2

C.O.P_rc = |Q1| / ( |Q1| - |Q3| )

C.O.P_pd = |Q4| / ( |Q4| - |Q2| )

|Q1| / t1 = cost

Clausius & Kelvin - Planck

T = cost = |Q1| / T1 = |Q2| / T2 = 0

dQ / T = ds entropia

dQ_rev = 0

Disuguaglianza di Clausius

T1

Q1

T2

Q2

μ_c = 1 - T2 / T1

T1 < T2

T2 > T1

rendimeto macchina qualsiasi

-ln T2

∮(dQ / T)_irr < 0

TRASMISSIONE DEL CALORE

Q̇ = -λA dt/dx

Q̇ = λΔt/Rt = Δt/Rt e

Q̇ = Q̇/A flusso termico

1) LASTRA PIANA

∫dx = ∫ (Q̇/λA) dt

Q = λA ∫ (t₁ - t₂)

Rtc piano = s/λA

2) CILINDRO CAVO

A = 2πRL

A = -2πR L

Q̇ = -2πRλL (t₁ - t₂)

Q̇ = Q̇/A₂

EFFICIENZA TERMICA (η)

• Q reale = Cmin*cht
• Δt = εΔt
• ε = (t₁' - t₂')/(t₁ - t₂)