Fisica statistica ed informatica – Termodinamica

Il secondo principio della termodinamica

Premessa

L'energia è quantitativamente tutta uguale 1J = 1J (sempre!), ma qualitativamente esistono delle differenze, infatti tanto più un tipo di energia è convertibile tanto più è pregiata.

• In un processo di conversione, non tutta l'energia originaria si trasforma in energia utilizzabile, una parte viene emessa come energia dissipata (sotto forma di calore oltre tutto nocivo per l'ambiente).
• Data una quota complessiva di energia essa si scompone in exergia (energia convertita utilizzabile) e anergia (energia persa, perché sotto forma inutile, non scomparsa).
• Il coefficiente di rendimento ci aiuta, quindi, a giudicare se l'energia presa in esame si può definire pregiata, tanto più il coefficiente si avvicina a 1 tanto più l'energia è nobile.

L'energia elettrica è molto pregiata, perché facilmente convertibile come l'energia cinetica, potenziale e meccanica, infatti tendono tutte a 1. Il calore invece dissipa troppo infatti l'energia termica costa meno di quella elettrica.

Parentesi

In Italia le aziende che vendono ai consumatori energia variano da città a città. Questo comporta competizione, per cui, possono avvenire logiche di mercato dove non viene rispettata la qualità dell'energia nel suo rapporto col prezzo. A Parma questo servizio è svolto dall'AMPS (Azienda municipalizzata pubblici servizi).

Un architetto oltre alle considerazioni tecniche deve tener conto delle leggi di mercato che dipendono dalle scelte energetiche della zona. Le risoluzioni progettuali non ricadono direttamente sul costo delle costruzioni ma sulle bollette di chi le abita. Meglio progettare edifici con la possibilità di permutare gli impianti dato che nel tempo cambiano le tariffe o peggio ancora un'energia può uscire dal mercato quindi se l'impianto non è convertibile l'edificio è subito svalutato.

Il secondo principio della termodinamica

Il secondo principio della termodinamica è enunciabile in forme diverse, una di queste è il postulato di Kelvin, un altro quello di Clausius. Questi due postulati sono equivalenti, accettato uno qualunque di essi l'altro ne è una conseguenza.

Postulato di Kelvin

È impossibile ottenere la totale conversione di calore in lavoro, (infatti il coefficiente di rendimento dell'energia termica è minore di 1). Questo postulato prende anche il nome di "postulato dell'impossibilità del moto perpetuo di seconda specie". A tale proposito va ricordato che, ancora nel Cinquecento e nel Seicento, molti tecnici e in...