Che materia stai cercando?

Anteprima

ESTRATTO DOCUMENTO

lavoro ma una parte certamente andrà persa cioè noi otterremo sempre meno di quello

che abbiamo speso :

Q1 L

Q2

Q1=calore speso

L = lavoro ottenuto

Q2= calore speso

Q1-Q2=L

Si definisce rendimento il rapporto tra guadagno fratto la spesa:

Le trasformazioni termodinamica

Noi analizzeremo solo trasformazioni reversibili. Principalmente le 4 trasformazioni

fondamentali :

1)isobara P=cost.

2)isovolumica v=cost.

3)isoterma t=cost.

4) adiabatica Q=0 Macchine

Trasformazioni isobare

1.

2. ( )

3. Area sottostante mi rappresenta il lavoro.

Trasformazioni Isovolumiche

1. V=cost V1=V2

P V1=V2 V

2. le pressioni sono direttamente proporzionali alle temperature

3.

4. ( )

Trasformazioni isoterme

T=cost, T1=T2

È una trasformazione impossibile da realizzare nella pratica. Perché durante un

compressione o una espansione dovrei fornire o togliere una quantità precisa di calore

necessaria a non far aumentare o diminuire la temperatura.

1)p v = cost pressione e volume specifico sono inversamente proporzionali p1V1 = p2

V2

2)ΔU=m Cv ΔT =0 variazione di energia interna uguale a zero.

3) Q=L= p1 V1 lm V2/V1

Trasformazione adiabatica

Q=0 non c’è scambio di calore. Difficile da realizzare.

Curva più ripida dell’isoterma(isoterma iperbole equilatera)

1) ( )

2)

3) [ ( ) ]

Le politropiche p

v Q t

n

La politropica pv = cost rappresenta tutte le trasformazioni al variare dell’esponente

n.

n=0 la trasformazione è a pressione costante

n=1 la trasformazione è a temperatura costante

n=k la trasformazione è adiabatica

n=+ infinito la trasformazione è a volume costante

In particolare le 4 trasformazioni fondamentali si avranno quando l’indice n assume il

valore 0 per l’isobara;1 per l’isoterma;k per l’adiabatica;+ infinito per l’isovolumica.

Ciclo di Carnot

Per ciclo si intende una serie di trasformazioni,disposte in serie,che i portino il

sistema allo stesso punto di partenza.

Vi sono infiniti cicli,quello di massimo rendimento è il ciclo di carnot. Esso è costituito

da 2 isoterme e 2 adiabatiche, 1-2 isoterma 2-3 adiabatica;3-4 isoterma;4-1

adiabatica.

È un ciclo puramente teorico in quanto sono presenti 2 isoterme impossibili da

realizzare nella pratica a meno che non siamo nel campo dei cambiamenti di stato.(fig.

1.0)

Trasformazione 1-2: isoterma di espansione,il sistema dovbrebbe raffreddarsi ma

rinmane a temperatura costante (T1) poiché gli viene fornito il calore Q1(spesa)

Trasformazione 2-3:espansione adiabatica,(Q=0)il sistema a causa del calore ricevuto

continua ad espandersi però si raffredda in quanto non riceve più calore.

Trasformazione 3-4:isoterma di compressione (T2),in cui fuoriesce la quantità di

calore Q2 dal sistema in questa fase si ha: vedi quaderno

Trasformazione 4-1:adiabatica di compressione che riporta il sistema alle condizioni

iniziali di partenza: vedi quaderno

Ciclo otto

http://laplace.us.es/wiki/index.php/Caso_pr%C3%A1ctico_de_ciclo_Otto#Ejemplo_p

r.C3.A1ctico Il sistema acqua-vapore

Aeriforme Condenzazione

Brinamento sublimazione vaporazione

Solidificazione

fusione

Teoricamente qualsiasi sostanza, variando P e/o t, potrebbe trovarsi allo stato liquido, solido o

aeriforme. In realtà esiste un valore critico (detto punto critico) di temperatura e pressione

al di sopra del quale la sostanza si trova allo stato gassoso. Per l’acqua questo punto si ha a

225bar e 374°C

NB 1

Noi consideremo gas, l’aeriforme che si trova superiore alla temperatura critica mentre se

l’aeriforme si trova a temperatura inferiore parleremo di vapore.

NB 2

Per vaporizzazione si intende il passaggio di stato da liquido a vapore mediante

somministrazione di calore, per evaporazione si intende il passaggio naturale da liquido a

vapore.

Nelle tabelle 1 e 2 vi sono rispettivamente i punti critici di alcune sostanze ed i valori delle

grandezze termodinamiche del vapor d’acqua.

Dis 2

Supponendo di lavorare con 1 Kg di acqua distillata che si trova a una data temperatura,a cui

corrisponde una data P la si scalda fino alla sua T di ebollizione (corrispondente a quella data

pressione) : è la fase n°1 in cui il sistema è allo stato liquido e viene riscaldato fino alla T di

ebollizione. Nella fase 2 si ha il passaggio di stato da stato liquido a vapore ,la T rimane

costante (sempre quella di ebollizione) ed il volume specifico aumenta notevolmente.

Questo passaggio non avviene istantaneamente ma in un dato intervallo di tempo dipendente

dalla P a cui si sta operando . il sistema è bifasico : liquido e vapore.

Ciò viene caratterizzato dal così detto TITOLO cosi definito:

Dove x è un numero puro compreso tra 0 e 1 e rappresenta la percentuale di vapore presente

, m = massa di vapore che si è formata

v

M = massa liquida che ancora non si è trasformata

l

Determinazione del calore necessario a fare avvenire il passaggio di stato e successivo

surriscaldamento ad un kg di acqua che si trovi a 0°C ed a pressione costante. Calore prodotto

in caldaia.

P=cost Calore di preriscaldamento: è il calore necessario per portare un kg di acqua dalla

 temperatura iniziale alla temperatura di ebollizione in base alla pressione.

M=1kg

C=1kcal/kg°C

t=(te-0)=te

Il calore di preriscaldamento se riferito a 1 Kg e alla temperatura iniziale di 0°C è

numericamente uguale al valore della T di ebollizione (tabellata in funzione di P)

Calore latente: valore tabellato in funzione della pressione a cui si opera. È il calore

 che serve a far passare 1 Kg di acqua già in ebollizione da titolo 0 a titolo 1.

R=calore latente ( )

Calore di surriscaldamento

 ( )

Dove: Cp=0.5

Ts: temperatura di surriscaldamento, temperatura a cui vogliamo arrivare.

Te: temperatura di ebollizione

Diagramma di stato del vapor d’acqua

Nel piano p,v

Tratto AB: fase di preriscaldamento (Q=te-ta) nel nostro caso Te=100°C (vedere tabella) in

questo tratto solo la pressione rimane costante (isobara)

Tratto BC: passaggio di stato dal punto B (x=0) al punto C (x=1) il sistema è bifasico

liquido+vapore definito dal titolo x ( ) trasformazione isotermo barica

Tratto CD: di surriscaldamento il sistema è di nuovo ad una fase (vapore), la pressione

continua a rimanere costante la temperatura riprende ad aumentare

Esercizio

Determinare la quantità di calore necessaria nei seguenti casi.

Portare 12 kg di acqua dalla temperata di 20°C al titolo 0,68(60%) lavorando alla

 pressione 2,5bar

1-0.68=0.32(%di liquido)

R*0.68 A 0,8 kg di acqua che deve passare dalla temperatura di 0°C al titolo 0,9 p=1bar

1-0.9=0.1

Sapendo che in caldaia vengono fornite 200kcal e la p=2bar e che la massa di acqua e di 3,5kg

la temperatura di partenza dell’acqua è di 45 C determinare lo stato dell’acqua in uscita dalla

caldaia. Sul libro al capitolo 3 ci sono le tabelle del valore!

Tf=200/(3.5*1)+45= 102.14

Potere calorifero inferiore

Il potere calorifero in generale è la quantità di calore ottenuta dalla combustione completa di

un Kg di combustibile.

Potere calorifero inferiore è quello che tiene conto della parte di calore utilizzata per fare

evaporare l’acqua in esso contenuta. Kcal/Kgc

Entalpia nell’isoterma del vapore

Ricordando che l’entalpia è una funzione di stato e quindi dipende solo dagli stati iniziali e

finali, la sua espressione è la seguente : ( )

dove Cp è il calore specifico a pressione costante, espressione valida sempre anche se la

trasformazione non è isobara. Se la trasformazione però è isobara la differenza di entalpia

rappresenta il calore scambiato. Da qui si deduce l’enorme importanza che ha l’entalpia : in

caldaia mi rappresenta la quantità di calore spesa, nel condensatore la quantità di calore

sottratta per questo il valore dell’entalpia è sempre riportato sulle tabelle del vapore:

disegno sul quaderno. Diagramma del Mollier

È il diagramma più utilizzato nel calcolo degli impianti a vapore sia di terra (centrali

termoelettriche)e impianti di bordo. In questi impianti il ciclo sarà costituito da

isobare e da adiabatiche,principalmente e noi sappiamo che lungo l’isobara la

variazione di entalpia mi fornisce la quantità di calore scambiata è questa è la

trasformazione che avverrà in caldaia. Se il sistema è aperto(entra ed esce materia)

con trasformazione adiabatica, la variazione di entalpia rappresenta l’energia

scambiata cambiata di segno (lavoro).

( )

Si vede quindi che se riesco ad avere un diagramma che mi porti una lettura immediata

dell’entalpia lungo le isobare e lungo le adiabatiche facilita molto il calcolo : infatti

lungo le isobare l’entalpia mi dice quanto calore viene scambiato;lungo le adiabatiche


PAGINE

22

PESO

500.27 KB

AUTORE

birra95

PUBBLICATO

+1 anno fa


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria informatica
SSD:
Università: Parma - Unipr
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher birra95 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisica generale 1 e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Parma - Unipr o del prof Parisini Antonella.

Acquista con carta o conto PayPal

Scarica il file tutte le volte che vuoi

Paga con un conto PayPal per usufruire della garanzia Soddisfatto o rimborsato

Recensioni
Ti è piaciuto questo appunto? Valutalo!