Fisica tecnica

LAVORO IN VARIAZ. DI VOLUME

d_L = - pd_sd_A

d_L = - pdv

L = ∫_v1^v₂ pdv

oppure

d_L = -μ pdv

∫_μ - pdv = d_L → L = ∫_v1^v₂ p dv

TRASF. IRR e REV

rev: si passa attraverso una successione di stati:

di equilibrio termodinamico

se può essere percorsa nel suo senso inverso se

mutuo delle gli scambi di energia termica e

lavoro siano uguali e di segno opposto

gli effetti dissipativi sono causa di irreversibilità

d_L = p A dα

p₀A₀ - p₁A dα

pA = p_esA + F =

∫d_L = ∫d_L + Fdx - pA dα = pA dα - Fdx

pA = p_esA - F

|∫d_L = ∫d_L + Fdx

pA = p_esA - F

|∫d_L^es| = |∫d_L|

1ª legge: SISTEMI CHIUSI

Un sistema chiuso che attraverso una generica trasformazione passi da uno stato iniziale i ad uno finale f.

Durante la trasformazione scambio calcoliamo Q ed L e di conseguenza Q - L

Energia interna U, funzione di statoU_f - U_i = Q - L

Trasformazioni infinitesime: dU = dq - dL

Vale cio per trasf. REV che IRA

1° principio in funzione della variazione di volume.ΔU = Q - ∫_Vi^V_fpdV

Energia interna

caso genericoE_TOT = E_c + E_P + U⇒ ΔE_c + ΔE_P + ΔU = Q - L⇒ ΔE_c + ΔE_P + ΔV = 0

SIST. isolato Q = 0, L = 0

ENTALPIA

Grandezza specificaH = U + PV⇒ h = nt + pv

1° principio dh = dm + dpv + pdv⇒ dh = dq + vdpdunque dq = du + dL

Funzione di stato - grandezza fisica la cui variazione nel passare da uno stato i ad f risulta determinata dalle condizioni attinenti all'inizio e fine della trasformazione.

Funzione di stato - se una delle proprietà termostatiche si converte per ogni stato essa prende il nome di funzione di stato e i suoi differenziali sono esatti (ovvero la variazione della funzione tra due stati di equilibrio non dipende dalla maniera in cui la variazione è avvenuta).

Trasf. quasi statica - successione di infiniti stati di equilibrio termodinamico.

2^o PRINC. TERM. SIST. CHIUSI

L'entropia di un sistema isolato lontano dall'equilibrio termico tende ad aumentare nel tempo finché l'equilibrio non è raggiunto. Equivalentemente, è impossibile realizzare una macchina termica il cui rendimento sia 100%.

1. Assumiamo per ogni sistema in equilibrio termodinamico è possibile definire il           interno U come:

   dU = dQ - dL

   ΔV = ∫₁² dV = V₂ - V₁ = Q - L

2. In seguito ad ogni trasformazione l'energia interna di un sistema isolato è costante

   ΔU_SIS = 0

   E_{SIST. ISOLATO} COST.

   ΔE_SIST = 0 → E_SIST = COST._ISOLATO

3. Sist. isolato: in tondi di equilibrio, possiamo definire una grandezza estensiva detta entropia. Nel caso di nec:

   dS = ^dQ⁄_T      ^[kJ]⁄_[K]

   dQ: quant. di Q scambiata

   ΔS = ∫₁² dS = ∫₁^{2 dQ}⁄_T

4. ΔS_{SIST ISOLATO} = ΔS_AMBIENTE + ΔS_SISTEMA = [S_{2 SIST}- S_AYSIST] + [S_{2 AMB} - S_AMB AMBIENTE] > 0 che > 0 se trasform. è reversibile

Δ S è una grandezza di stato quindi dipende dallo stato iniziale e finale. Possiamo associare una trasformazione reversibile fittizia che mi porta comunque allo stesso livello d'entropia.

TITOLO VAPORE

x = Mv / (Mf + Mvs)

definisce la ripartizione della massa del sistema

Mvs: massa vapore saturo secco / massa fase aeriforme

Mf: massa fase liquida in equilibrio con quella aeriforme / massa liquido saturo

DIAG. T/s | H/s

ABC - luogo dei punti in cui il liquido saturo ha x=0

CD - per critico

CDE - luogo dei punti vapore saturo secco ha x=1

η = η1 + η2 + η3

q1 q2 q3

q = q1 + q2 + q3

η = q1/q = h1 + h2 + h3

η = (h1g1 + h2g2 + h3g3) / q

SOST. PURE

sostanze che non variano la sua composizione chimica in tutta la massa, possono il più fare ed esse sono in equilibrio tra loro. un numero di stati o fasi ed esse sono in equilibrio tra loro

in variazioni indipendenti che possono essere effettuate senza alterare lo stato fisico

V = 3 – f = gdl

regime di simmetria

V AP

GAS

curva di saturazione

L

B

S

aura dei fuesure

P

curva di sostli moinomare

2^o metodo analisi energetica:suddividere il ciclo e calcolare l'{{{}}}:

η_c= ^L_c/_g9     η₉= ^L₉/_g9     η₃= ^L₃/_g3

se allora η'₉ = ^{q₉ + q' + g}/_q9 + l_tot + l₁ + l₂ + l₃

Allora η'_tot = ^{q_tot η'₉ η'₂ η₃}/_q9

quoto ciclo 1^o 2^o 4^o 4"^o e il ciclo di Carnot, quindi:

Rankine 〉 η_Carnot

Miglioramenti

• abbassamento /P conduttore => 〉 T₂ 〉 η_Carnot - 1- ^T₂/_T1
• prova moltiplicazioni d'aria nel conduttore

η può essere considerato come la media portato sul risultato dei b stessi possibili con coeff da pesò = ^{{{}}}/_qdr

Si T₄ = T₂ rigenerazione totale:

η = (T₃ - T₄) / T₃ = 1 - (T₃ - T₂) / T₃ = 1 e T₂ / T₃ (1 - T_f/T₂) = T₂ / T₄ (1 - T_f/T₂)

ρ₂ ρ₃ = ρ₄ ρ₁ 1-2 e 3-4 sono isolatabili:

T^k-1_f / T_i (P₄ / P₃)^γ = ρ

η = 1 - (1 - (P₁ / P₂)^β) 1 - (1 / β) = γ η se β

RIGENERATORI

Riscadamento dei gas in uscita del compressore mediante scambiatore fornito dei gas in uscita della turbina mediate un rigeneratore questi gas in uscita della turbina vengono inviati in uno scambiatore che pre-riscaldano gas già comprato a T_i

Riscadamento dei gas in uscita del compressore mediante uno scambio di calore vedente in uso di cui rigenerazione quindi il gas ad uscita della turbina vengono inviati in uno scambiatore che recalano l'aria già compressa in &mathrm{vecchio}

perciò aumenta γ perciò serve meno q_i per produrre lo stesso L: se ρ₄ = T₂ AlG TOTALE

C_i + B - Q della dell gas combusti

A₂/B˙/g sensibilizzat?

ρ₂₁ A B C D

s &mathrm{alt^{mtella suo per caltra nei combustiori}}