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Fisica statistica ed informatica – Termodinamica Appunti scolastici Premium

Appunti di Fisica statistica ed informaticaTermodinamica. Nello specifico gli argomenti trattati sono i seguenti: Il coefficiente di rendimento, L'energia elettrica, Postulato di Kelvin, Postulato di Clausius, La negazione del principio di Clausius comporta la negazione del principio di Kelvin,... Vedi di più

Esame di Fisica statistica e informatica docente Prof. G. Vermiglio

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IL PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DI UNA MACCHINA TERMICA

Una macchina termica operante tra due sorgenti di calore è un congegno che assorbe dalla sorgente calda

una quantità di calore Q1 e cede alla sorgente più fredda una quantità di calore Q2<Q1 realizzando un lavoro

L=Q1-Q2.

Il rendimento risulta quindi espresso dalla seguente relazione

Con Q2 che non potrà mai essere uguale a zero (perché in tal caso verrebbe meno la condizione di dover

cedere calore a una sorgente fredda) e quindi il rendimento risulterà sempre minore di1.

CARNOT è il primo a valutare il coefficiente economico e afferma che il valore massimo di tale coefficiente

appartiene alla macchina che opera tra 2 sorgenti assegnate in modo reversibile, cioè quando è possibile

invertire in ogni istante il senso della trasformazione e riportare il sistema nelle condizioni iniziali ripassando

per gli stessi stati fisici.

Questa macchina che prende il nome di macchina di Carnot opera con un ciclo che comprende due

trasformazioni isoterme (a temperatura costante) e due trasformazioni. adiabatiche. (cioè in cui non si

scambia calore con l'esterno).

Il coefficiente economico di una macchina è indipendente dalla natura del corpo intermediario (cioè il corpo

che scambia calore con tali sorgenti) e dall'ampiezza del ciclo, e dipende unicamente dalla temperatura T1 e

T2 delle sorgenti con le quali avvengono gli scambi di calore.

Per cui risulta espresso:

N.B. La macchina di Carnot opera per definizione solo tra due sorgenti.

IL PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DI UNA MACCHINA REFRIGERANTE

Il ciclo di Carnot percorso alla rovescia opererebbe non come macchina termica produttrice di lavoro

meccanico ma come refrigerante.

Infatti si avrebbe un trasferimento di calore Q2 da una sorgente a temperatura T2 a una sorgente a

temperatura maggiore T1, a spese di un lavoro L fatto sul sistema.

In una macchina refrigerante ciò che interessa è il freddo ottenuto non il caldo quindi il mio coefficiente di

rendimento estivo è dato da

Mentre in una pompa di calore, una normale macchina frigorifera in cui ciò che mi interessa è il caldo, il

coefficiente di rendimento invernale è dato da

Si nota per cui che una macchina refrigerante d'inverno rende di più.

Parentesi:

Molti condizionatori sono già invertibili, infatti attraverso un pulsante posso invertire le valvole.

Le macchine frigorifere sono danneggiate dallo stare ferme, convertire il condizionatore in pompa di calore

allunga la vita della macchina, è più ecologico perché si sottrae calore all' ambiente, non ci sono fumi di

scarico, è più sicuro perché gli incendi sono impossibili al massimo salta un fusibile, ed è molto meno

dispendioso perché il coefficiente di rendimento è pari a 1+hest cioè più elevato di quello di una stufetta a

corrente elettrica al massimo pari a 1.

ESERCIZIO:

In un serbatoio:

Dati: Q1= 1000J Incognite: L

T1= 300° C Q2

T2= 20° C

RISOLUZIONE:

L= Q1 x e e= 1-T / T = 1-293/573= 0,488

2 1

N.B. per il rapporto è necessario esprimere la temperatura in gradi Kelvin

L= 1000 x 0,488= 488J Q2= (1-e) x Q1= (1-0,488) x 1000= 512J


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Sara F

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DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti di Fisica statistica ed informaticaTermodinamica. Nello specifico gli argomenti trattati sono i seguenti: Il coefficiente di rendimento, L'energia elettrica, Postulato di Kelvin, Postulato di Clausius, La negazione del principio di Clausius comporta la negazione del principio di Kelvin, ecc.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E. - 6 anni)
SSD:
Università: Messina - Unime
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Sara F di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisica statistica e informatica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Messina - Unime o del prof Vermiglio Giuseppe.

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