Celle a Combustibile e Sistemi Fotovoltaici - Teoria ed Esercizi

Celle a Combustibile & Sistemi Fotovoltaici

• Richiami di Termodinamica

Nel richiamo si parla del noto primo principio in cui si vede come l'energia interna di un sistema U sia data dalla somma dell'energia potenziale di atomi e dell'energia cinetica. La variazione di U che un sistema subisce durante una trasformazione è legata al lavoro e al calore secondo la nota relazione (l'energia interna è una funzione di stato, dipende dello stato attuale di sistema e non dal cammino compiuto per giungere ad un determinato stato).

ΔU = Q + W

Lavoro e calore non sono funzioni di stato. In un sistema isolato (non ho scambio di massa ed energia) l'energia interna è costante. Inoltre ricordiamo essere la quantità di energia che viene scambiata dal sistema o nel sistema è ambiente, ad differenti tempi, per raggiungere equilibrio termico.

dW = F.dl

Q = ∫dQ

L'entalpia si definisce a partire da una trasformazione con solo lavoro meccanico per un gas ideale; se \ ΔU = Q mentre se \ si ha:

ΔU = Q - ∫_v1^v₂ P dV = U₂ - U₁ = Q - P (V₂ - V₁) ⇒ Q = (U₂ + P V₂) - (U₁ + P V₁)

→ Q = ΔH ; ΔH = ΔU + P ΔV

Si definisce l'entalpia H come una funzione di stato dato da (U + PV). L'equazione con i differenziali può esser usata nelle reazioni chimiche e nel caso di gas per generiche reazioni a T costante si ha:

aA + bB ⇄ cC + dD

P ΔV = ∑ v_i . RT con ∑ v_i = c + d - a - b

Quindi ΔH = ΔU + ∑ v_i . RT

Si ricorda inoltre che una reazione è esotermica se il sistema cede calore all'ambiente e endotermica se l'ambiente cede energia al sistema per mantenere costante la temperatura. Le variazioni di entalpia sono riferite a processi che hanno luogo in condizioni standard; lo stato standard di una sostanza è quello della sua forma pura alla pressione di 1 bar alla temp specificata. L'entalpia standard si indica come ΔH⁰ convenzionali. Il temp di reagenti di cui sono abbattuti i valori di ΔH = f₃[C]

Con l'entalpia di combustione può esser calcolata a partire di contenuto entalpico di reagenti e prodotti facendo un opportuno bilancio. Le entalpie dei vari componenti sono modificate come l'entalpie di formazione ΔH_F; la variazione di entalpia standard si indica...

Celle a Combustibile & Sistemi Fotovoltaici

• Richiami di Termodinamica

  Nei richiami si parte dal noto primo principio in cui si vede come l'energia interna di un sistema U sia data dalla somma dell'energia potenziale dei atomi e dell'energia cinetica. La variazione di U che un sistema subisce durante una trasformazione è legata al lavoro e al calore secondo una nota relazione: L'energia interna è una funzione di stato, (dipende dello stato attuale di sistema e non dal cammino compiuto per giungere ad un determinato stato).

  Lavoro e calore non sono funzioni di stato. In un sistema isolato (non ha scambio di massa ed energia) l'energia interna è costante. Calore e lavoro: Ponendo che viene scambiato tra sistema e l'ambiente è a differenti temp. per raggiungere equilibrio termico

  dW = F.dlQ = ꭍdQ

  L'entalpia si definisce a partire da una trasformazione con solo lavoro meccanico per un gas ideale; se il volume è costante, ⊿U = Q, mentre se la pressione è costante si ha:

  ⊿U = Q - ꭍv₁^v₂ pdVU₂-U₁ = Q - P (V₂-V₁) → Q (U₂+PV₂) - (U₁+PV₁)

  → Q.⊿H⊿H = ⊿U + P⊿V

  Si definisce l'entalpia H come funzione di stato dato da (U+PV). L'equazione con differenziali può esser usata nelle reazioni chimiche e nel caso di gas per generica reazione a T costante si ha:

  aA + bB ⇌ cC + dDP⊿V: ꭍv_i.RT con ꭍv_i = c+d-a-b

  Quindi ⊿H = ⊿U + ꭍv_i.RT

  Si ricorda inoltre che una reazione è esotermica se il sistema cede calore all'ambiente endotermica se l'ambiente cede energia al sistema per mantenerlo costante la temperatura. Le variazioni di entalpia sono definite a processi che hanno luogo in condizioni standard.

  Lo stato standard di una sostanza è quello della sua forma pura alla pressione di 1 bar, alla temp. specificata. L'entalpia standard si indica come ⊿H^∘ (convenzionale). Solamente la temp. rif. ci sono assoluti a valori di ⊿H^∘ = ⊿H_f[C]

  L'entalpia di combustione può esser determinata a partire dal contenuto entalpico di reagenti e prodotti giocando un apposito bilancio. Le entalpie dei vari componenti sono indicate come entalpie di formazione ⊿H^∘_f. La variazione di entalpia standard è data da

in una reazione chimica si indica con ΔH_reaz ed è la somma delle entalpie di formazione dei prodotti moltiplicate per i corrispettivi coeff stigiochimici detrminiti della somma delle entalpie di formazione dei