Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
vuoi
o PayPal
tutte le volte che vuoi
T
acqua
S C ln
B1 B T
in , B
E durante il raffreddamento in mare T fin , B
S C ln
B2 B T
acqua
Quindi la variazione totale di entropia è pari a J
S S S S 272
.
4
B B1 B2 A K
entropia dell’acqua bollente è pari a
La variazione di C T T 500 500 373
.
15 J
acqua in , B
S 170
acqua T 373
.
15 K
acqua
per il mare, invece, si avrà C T T 500 373
.
15 290 J
fin , B acqua
S 143
.
4
mare, B T 373
.
15 K
mare
La variazione totale di entropia è allora pari a J
S S S S 272
.
4 170 143
.
4 41 S
tot B acqua mare, B irr
K
Quindi aumentando il numero dei termostati e diminuendo i salti termici parziali, si ottiene una
riduzione delle irreversibilità prodotte. 5
TERMODINAMICA APPLICATA E TRASMISSIONE DEL CALORE
Esame del 28 gennaio 2013
Scritto
Esercizio n. 3
k T 0
.
5 20 5 0
.
5 15 7
.
5 kW
a 3
7 . 5 10 1 . 875
3
L / t 96 10 / 24
Q t L 7
.
5 24 3600 96 3600 993
.
6 kJ
T ( 20 273
)
C 19
.
5
ideale T T ( 20 273
) (
5 273
)
H C
t 240
L 12
,
31 kWh 12
,
31 3600 44316 kJ
19
.
5
ideale
Esercizio n. 4
Esistono più modi per risolvere questo esercizio. Il più complesso è il seguente.
Dall’integrazione dell’equazione generale della conduzione in coordinate cilindriche si ha
q 2
v
T r C ln( r ) C
1 2
4
Imponendo le condizioni al contorno del problema si ha:
r=0 =0 C =0
1 2
q r
v 1
C T
r=r T=T
1 1 2 1 4
da cui:
q 2 2
v
T r r T
1 1
4
Si possono applicare sulla superficie del conduttore la condizione
r=r =
1 cond conv
cioè dT
A A
(
T T )
1 f
dr
q r
v 1
A A
(
T T )
1 f
2
q r
v 1
T T
1 f 2 6
TERMODINAMICA APPLICATA E TRASMISSIONE DEL CALORE
Esame del 28 gennaio 2013
Scritto
L’unico dato incognito è il calore generato, conoscendo già la resistività elettrica, la corrente
elettrica può allora essere calcolata come
L 2
I
2 2 2
R I I I MW
S
elettrica
q 1
.
557
v 2
2 3
Volume S L S m
2
D
4
Quindi si ha:
r=r T = 44.3°C
1 1
r=0 T = 81.5°C
0 7
TERMODINAMICA APPLICATA E TRASMISSIONE DEL CALORE
Bozza eventuale Scritto Esame del 26 febbraio 2013
Cognome ________________________________________________________
Nome ________________________________________________________
Matricola ________________________________________________________
Si chiede al candidato di risolvere i seguenti esercizi riportando sul foglio i propri dati (Cognome,
l’elaborato,
Nome, Matricola), consegnando sia i testi sia oltre a tutti i fogli che verranno forniti.
Non è possibile utilizzare appunti propri, ma solo il materiale fornito, mentre è consentito utilizzare
la propria calcolatrice. Durata della prova: 2 ore
Esercizio 1 (8 punti) -1 -1
In condizioni stazionarie una portata di aria (da considerarsi gas ideale con γ = 1.4 e c = 1004.5 J kg K )
p
viene compressa secondo una trasformazione politropica da 22°C e 100 kPa a 1 MPa. La portata di aria
3
valutata nelle condizioni di ingresso al compressore è pari a 150 m /min.
La compressione non è adiabatica e il calore scambiato per unità
di massa sottratto all’aria è pari a 16 kJ/kg. W =500 kW
t
Supponendo trascurabili le variazioni di energia cinetica e C
potenziale e sapendo che al compressore viene fornita una potenza
meccanica di 500 kW, determinare: q=16kJ/kg
a) la portata in massa di aria 3
G =150 m /min
V
b) la temperatura dell’aria all’uscita del compressore;
c) il coefficiente della politropica;
Esercizio n. 2 (7 punti)
Un sistema cilindro-pistone contiene inizialmente 300 l di aria a 120 kPa e 17°C. Il fondo del cilindro riceve
da una sorgente termica a 800°C un flusso termico di 200W per 15 minuti. Durante questa trasformazione
la pressione dell’aria rimane costante. Nell’ipotesi di poter trascurare le variazioni di energia cinetica e
1
TERMODINAMICA APPLICATA E TRASMISSIONE DEL CALORE
Bozza eventuale Scritto Esame del 26 febbraio 2013 -1 -1
potenziale e di poter assimilare l’aria ad un gas ideale con R* = 287 J kg K
-1 -1
e c = 717.5 J kg K , valutare:
v
a) la temperatura finale dell’aria;
b) la variazione di entropia dell’aria.
Esercizio n. 3 (7 punti)
Calcolare la temperatura del foglio intermedio di un sistema di tre fogli paralleli di alluminio ( = 0.04)
sapendo che le temperature dei fogli esterni valgono 250°C e 20°C. Si consideri la situazione stazionaria con
il foglio intermedio equidistante dagli altri due.
Esercizio n. 4 (8 punti) -1
Una portata di acqua fredda di 8 kg s entra in uno scambiatore di calore in controcorrente a 10°C e viene
-1
riscaldata da una corrente di 2 kg s di acqua calda che entra nello scambiatore a 70°C. Nel caso in cui
venga scambiata la massima potenza termica, determinare le temperature di ingresso e uscita dei due
fluidi. 2
TERMODINAMICA APPLICATA E TRASMISSIONE DEL CALORE
Bozza eventuale Scritto Esame del 26 febbraio 2013
Soluzione Esercizio 1
a) 5
p 10 kg
1
Densità dell’aria all’ingresso del compressore: 1
.
1805
* 3
287 295
.
15
R T m
1
kg
G G 2
.
95
Portata in massa: V s
b)
Per il 1° principio della termodinamica:
W G h h G c T T
t 2 1 p 2 1
Da cui: W
t
T T
2 1 G c p
G q 47
.
2
kW
Con 12
3
47
.
2 500 10
T 22 174
.
8 C 447
.
95
K
2 2
.
95 1004
.
5
c)
n n 1
T p
2 2
Politropica:
T p
1 1
T p
2 2
n ln n 1 ln
T p
1 1
p
2
ln
p
1
n 1 .
22
T p
2 2
ln ln
T p
1 1 3
TERMODINAMICA APPLICATA E TRASMISSIONE DEL CALORE
Bozza eventuale Scritto Esame del 26 febbraio 2013
Soluzione Esercizio 2
T = T + Q / (m c ) = 431.5°C
2 1 p
S = m c ln (T / T ) = 385.3 J /K
ARIA p 2 1
Soluzione Esercizio 3
4 4
T T
12 1 2
1 1
A 1
1 2
4 4
T T
23 2 3
1 1
A 1
2 3
12 23 4 4 4 4
T T T T
1 2 2 3
1 2 3
4 4
T T
1 3
T 450
.
24 K 177
.
24 C
4
2 2
Soluzione Esercizio 4
C T T
max min c , e f , e
1
C G c 8 4
.
18 33
.
44
kW C 8 . 36 70 10 501
. 6 kW
f f p , f max
C C
min c
1
C G c 2 4
.
18 8
.
36
kW C
c c p , c 501
.
6
max
T T 10 25 C
f , u f , e C 33
.
44
f
501
.
6
max
T T 70 10 C
c , u c , e C 8
.
36
c 4
TERMODINAMICA APPLICATA E TRASMISSIONE DEL CALORE
Prova scritta del 02 settembre 2014
Cognome ________________________________________________________
Nome ________________________________________________________
Matricola ________________________________________________________
Si chiede al candidato di risolvere i seguenti esercizi riportando sul foglio i propri dati (Cognome,
l’elaborato,
Nome, Matricola), consegnando sia i testi sia oltre a tutti i fogli che verranno forniti.
Non è possibile utilizzare appunti propri, ma solo il materiale fornito, mentre è consentito utilizzare
la propria calcolatrice. Durata della prova: 2 ore
1
Esercizio n. 1 (Punti 8)
Una macchina ciclica frigorigena e reversibile è utilizzata per raffreddare a pressione costante un
serbatoio di acqua di volume V = 50 litri tra le temperature = 25°C e = 5°C e cede calore
A B
all'ambiente esterno che si trova alla temperatura di =20 °C. Calcolare il lavoro richiesto
e
complessivamente dalla macchina, sapendo che tutto il sistema (frigorifero e serbatoio) sono
-1 -1
(per l’acqua
reversibili. c vale 4.186 J kg K )
p
Soluzione
Si calcola la massa di acqua contenuta nel sebatoio
M V 1000 0
.
05 50 kg
a a
La variazione di entropia della massa d’acqua a pressione costante è
T 278
.
15 kJ
B
S
M c ln 50 4 .
186 ln 14 .
533
a a pa T 298
.
15 K
A
Poiché il sistema è reversibile deve essere
S S S 0
Tot a e
da cui si calcola la variazione di entropia dell’ambiente esterno
kJ
S S 14
.
533
e a K
la temperatura dell’ambiente esterno può essere ritenuta costante, si può scrivere
Poiché Q
e
S da cui Q T S 29315
. 14 .
533 4260
.
35 kJ
e e e e
T
e
La quantità di calore sottratta all’acqua ed entrante nella macchina vale
Q M c 50 4
.
186 25 5 4186 kJ
a a pa A B
Si può così infine calcolare il lavoro speso
74
L Q Q .
35 kJ
a e 2
Esercizio n. 2 (Punti 7) -1
Una portata di aria umida di 400 kg h viene fatta p
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
