Macchine termiche e frigoriferi
|
|
- Olivia Forti
- 7 anni fa
- Visualizzazioni
Transcript
1 Macchine termiche e frigoriferi Una macchina termica grazie ad una sequenza di trasformazioni termodinamiche di una data sostanza, produce lavoro utilizzabile. Una macchina lavora su di un ciclo di trasformazioni e quindi la variazione di energia interna della sostanza utilizzata è ΔU = 0. Durante un ciclo la sostanza viene posta a contatto con alcuni serbatoi con i quali può scambiare calore. Globalmente dal punto di vista energetico in un ciclo riconosciamo tre quantità 1. calore assorbito dalla sostanza Q H > 0 2. calore ceduto dalla sostanza Q C < 0 3. lavoro prodotto W. Abbiamo che ΔU = 0 Q - W = 0 Q H - Q C = W allora Q H > Q C W > 0 A.A.2014/15 Fisica 1 1
2 Tutti i cicli compiuti dalla macchina termica sono uguali, definiamo allora il rendimento η o efficienza termica η = W Q H = Q H Q C Q H = 1 Q C Q H Dato che Q H > Q C, η < 1 sempre, per avere η = 1 deve essere Q C = 0, ciò è impossibile per il 2 principio della termodinamica. Il 2 principio della termodinamica nell enunciato di Kelvin Planck per le macchine termiche afferma Una macchina termica che lavora tra due dati serbatoi non può avere come unico effetto la conversione di tutto il Q H dalla sorgente più calda in lavoro, ci deve essere sempre anche uno scambio di calore (Q C ) con la sorgente a temperatura più bassa, ovvero Q C 0 A.A.2014/15 Fisica 1 2
3 Una macchina frigorifera assorbe calore da un serbatoio freddo ( Q C ) e, utilizzando del lavoro fornito dall esterno, cede calore al serbatoio più caldo ( Q H ). Il rendimento di un frigorifero è il coefficiente di prestazione ξ ξ = Q C W Dato che Q C = Q H - W, ξ può essere > 1, ξ non può essere, in questo caso infatti dovrebbe essere W = 0, questo è proibito dal secondo principio della termodinamica secondo l enunciato di Clausius Una macchina frigorifera che lavora tra due dati serbatoi non può avere come unico risultato il passaggio di calore dalla sorgente più fredda a quella più calda, è sempre necessario fornire lavoro dall esterno A.A.2014/15 Fisica 1 3
4 La macchina di Carnot La macchina di Carnot è una particolare macchina che lavora su di un ciclo reversibile composto da quattro trasformazioni 1. espansione isoterma da A a B 2. espansione adiabatica da B a C 3. compressione isoterma da C a D 4. compressione adiabatica da D a A Gli scambi di calore avvengono unicamente nelle trasformazioni isoterme, in particolare durante l espansione il sistema acquista calore Q 1 dalla sorgente a (o T H ) e nella compressione cede calore Q 2 alla sorgente a T 2 (o T C ). Questo particolare ciclo risulta essere di grande importanza in termodinamica. Infatti esso è il ciclo con il più alto rendimento fra tutti quelli possibili una volta scelti i due serbatoi (teorema di Carnot). A.A.2014/15 Fisica 1 4
5 Analizziamo ora il ciclo di Carnot compiuto da un gas ideale 1. Espansione isoterma da a a b Q H a b = W = nrt H ln V b V a > 0 2. Espansione adiabatica da b a c ( ) Q b c = 0 W b c = ΔU b c = nc V T C T H A.A.2014/15 Fisica 1 5
6 3. Compressione isoterma da c a d Q C c d = W c d = nrt C ln V d V c < 0 4. Compressione adiabatica da d ad a ( ) Q d a = 0 W d a = ΔU d a = nc V T H T C Pertanto si ha η C = W Q H = 1 Q C = 1 nrt C ln V d V c Q H nrt H ln V b V a ( ) ( ) = 1 T C ln ( V c V d ) T H ln( V b V a ) Notiamo che, essendo Q C < 0, quando togliamo il modulo dobbiamo invertire i termini del logaritmo Utilizziamo ora le trasformazioni adiabatiche per ricavare il valore del rapporto tra i due logaritmi. A.A.2014/15 Fisica 1 6
7 Trasformazione adiabatica da b a c p b V b γ = p c V c γ ; p b = nrt H V b e p c = nrt C V c T H V b γ 1 = T C V c γ 1 Trasformazione adiabatica da d ad a p a V a γ = p d V d γ ; p d = nrt C V d e p a = nrt H V a T H V γ 1 γ 1 a = T C V d Dividiamo ora membro a membro le due equazioni trovate γ 1 T H V b T H V = T γ 1 CV c γ 1 a T C V V b γ 1 d V a γ 1 = V c V d γ 1 V b V a = V c V d Essendo uguali gli argomenti dei logaritmi, come conseguenza, avremo che sono uguali anche i logaritmi, per cui troviamo η C = 1 Q C Q H = 1 T C T H A.A.2014/15 Fisica 1 7
8 Il risultato è di grande importanza poiché collega la temperatura dell isoterma al calore scambiato nella trasformazione isoterma. Quindi possiamo pensare di utilizzare il calore scambiato come misura della temperatura. Inoltre, come vedremo, la relazione trovata tra calori e temperature non dipende dalla sostanza utilizzata per il ciclo di Carnot. Abbiamo così trovato un modo per misurare T che è sempre riproducibile e che ci permette inoltre di fissare lo zero della scala delle temperature. Infatti se Q C = 0, allora T C = 0, ovvero se un sistema compie una trasformazione isoterma reversibile in cui non c è scambio di calore, allora la trasformazione avviene ad una temperatura che è lo zero assoluto. Allo zero assoluto isoterme ed adiabatiche coincidono. Risulta così finalmente definita una scala per la temperatura, che prende il nome di scala termodinamica e la cui unità di misura è il grado Kelvin. A.A.2014/15 Fisica 1 8
9 Dimostriamo ora che i due enunciati del secondo principio della termodinamica sono equivalenti. Proseguiamo per assurdo, ovvero partiamo negando uno dei due enunciati e dimostriamo che è negato anche l altro, e viceversa. Neghiamo l enunciato di Kelvin Planck. Prendiamo una macchina termica che converta in lavoro W tutto il calore assorbito ( Q H ) da una sorgente a > T 2 ed utilizziamo il lavoro ottenuto per far funzionare tra le due sorgenti a temperatura e T 2 un frigorifero che preleva Q C dalla sorgente fredda e cede Q H alla sorgente calda, avremo la situazione in figura Q H Q H W + W Q C T 2 T 2 Q H - Q H Q C T 2 W = Q H W = Q H Q C Q C = Q H Q H A.A.2014/15 Fisica 1 9
10 Abbiamo così costruito un frigorifero che viola il secondo principio nell enunciato di Clausius. Neghiamo ora Clausius e verifichiamo che neghiamo anche Kelvin Planck. Prendiamo due macchine che scambiano Q uguali con la sorgente fredda siano uguali, Q C = Q C Q H Q H + W Q C Q C T 2 T 2 Q H - Q H W T 2 Q C = Q H W = Q H Q C W = Q H Q H Abbiamo così realizzato la macchina termica perfetta e violato il secondo principio nell enunciato di Kelvin-Planck. A.A.2014/15 Fisica 1 10
11 Teorema di Carnot Nessuna macchina che lavori tra due dati serbatoi ha un rendimento superiore a quello di una macchina di Carnot che lavori tra gli stessi due serbatoi La dimostrazione procede per assurdo. Prendiamo due macchine, una di Carnot (C) ed una qualunque (M), che lavorini tra gli stessi serbatoi a temperatura T H e T C (T H > T C ). Macchina di Carnot C Macchina qualunque M assorbe Q H dal serbatoio caldo assorbe Q H dal serbatoio caldo produce il lavoro W produce il lavoro W cede il calore Q C = Q H - W al cede il calore Q C = Q H -W serbatoio freddo al serbatoio freddo rendimento η C = W/ Q H rendimento η Μ = W/ Q H Partiamo dall ipotesi che η C < η Μ A.A.2014/15 Fisica 1 11
12 Avremo W Q H < W Q H Q H > Q H Q H Q H > 0 Utilizziamo la macchina reversibile di Carnot come frigorifero alimentato dal lavoro della macchina M, abbiamo così Q H Q H W Q C Q C T 2 Q H - Q H Q C - Q C T 2 W = Q H Q C e W = Q H Q C Q H Q C = Q H Q C Q H Q H = Q C Q C > 0 Ho realizzato un motore perfetto e violato il 2 o principio (Clausius) A.A.2014/15 Fisica 1 12
13 Quindi l ipotesi da cui siamo partiti è falsa e possiamo affermare che η C η M per ogni macchina M che opera tra gli stessi serbatoi tra cui opera la macchina di Carnot. Ci chiediamo ora se tra tutte le possibili macchine di Carnot che operano tra i serbatoi a e T 2, ve ne sia una che ha un rendimento più alto delle altre. Consideriamo due macchine di Carnot (C 1 e C 2 ) che lavorano tra i due serbatoi e T 2 e seguiamo lo schema della dimostrazione precedente. Utilizziamo la macchina C 1 come frigorifero e la C 2 come macchina termica, per il teorema di Carnot sarà η C1 η C2 Se adesso invertiamo i ruoli e utilizziamo C 2 come frigorifero e C 1 come macchina termica, otteniamo η C2 η C1 A.A.2014/15 Fisica 1 13
14 Le ultime due relazioni possono coesistere solo in un caso, ovvero η C1 = η C2 Allora tutte le macchine di Carnot che operano tra due dati serbatoi hanno lo stesso rendimento, indipendentemente dalla lunghezza delle isoterme e dalla sostanza utilizzata per le trasformazioni termodinamiche (Corollario al teorema di Carnot) A.A.2014/15 Fisica 1 14
Cap 21- Entropia e II Legge della Termodinamica. Entropia
N.Giglietto A.A. 2005/06- Entropia nell espansione libera - 1 Cap 21- Entropia e II Legge della Termodinamica Ci sono diversi modi di esprimere la II Legge della Termodinamica. Tutte stabiliscono una limitazione
DettagliFigura 1 Trasformazione proibita dal Secondo Principio
ENUNCIATO DEL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Si dice sorgente di calore o serbatoio di calore alla temperatura θ un corpo che si trovi uniformemente alla temperatura θ e sia in condizioni di scambiare
DettagliMacchina termica ideale (di Carnot)
Macchina termica ideale (di Carnot) La macchina di Carnot è formata da un ciclo in un gas perfetto, costituito da due trasformazioni isoterme (ab e dc in figura) e due adiabatiche (bc e da in figura).
DettagliSECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA I DUE ENUNCIATI DEL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA I DUE ENUNCIATI DEL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Enunciato di Clausius: È impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia quello di fare
DettagliTemperatura e Calore (parte 3) 07/05/15 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Temperatura e Calore (parte 3) 1 Macchine Termiche o Le prima macchine termiche (a vapore) furono inventate nel 17 secolo. o Intorno al 2000 la più recente innovazione sui motori termici: il COMMON RAIL
DettagliMacchine termiche: ciclo di Carnot
Macchine termiche: ciclo di Carnot Una macchina termica (o motore termico) è un dispositivo che scambia calore con l ambiente (attraverso un fluido motore) producendo lavoro in modo continuo, tramite un
DettagliMacchine termiche: ciclo di Carnot
Macchine termiche: ciclo di Carnot Una macchina termica (o motore termico) è un dispositivo che scambia calore con l ambiente (attraverso un fluido motore) producendo lavoro in modo continuo, tramite un
DettagliGAS IDEALI E MACCHINE TERMICHE. G. Pugliese 1
GAS IDEALI E MACCHINE TERMICHE G. Pugliese 1 Proprietà dei gas 1. Non hanno forma né volume proprio 2. Sono facilmente comprimibili 3. Le variabili termodinamiche più appropriate a descrivere lo stato
DettagliTrasformazione isobara
Trasformazione isobara Q DU Il calore immesso diventa: - avoro - Aumento di temperatura Si mantiene costante: egge: Calore: avoro: a pressione 1 a legge di Gay-ussac: V/T=cost Q = c p n DT = p DV Grafico
DettagliFISICA. isoterma T f. T c. Considera il ciclo di Stirling, in cui il fluido (=sistema) è considerato un gas ideale.
Serie 10: ermodinamica X FISICA II liceo Esercizio 1 Ciclo di Carnot Considera il ciclo di Carnot, in cui il fluido (=sistema) è considerato un gas ideale. Si considerano inoltre delle trasformazioni reversibili.
DettagliL equilibrio dei gas. Lo stato di equilibrio di una data massa di gas è caratterizzato da un volume, una pressione e una temperatura
Termodinamica 1. L equilibrio dei gas 2. L effetto della temperatura sui gas 3. La teoria cinetica dei gas 4. Lavoro e calore 5. Il rendimento delle macchine termiche 6. Il secondo principio della termodinamica
DettagliI principi della termodinamica
I principi della termodinamica dalla pratica alla teoria di Ettore Limoli Convenzione sui segni di Q e di L Calore assorbito dal sistema: Q > 0 Calore ceduto dal sistema: Q < 0 Lavoro fatto dal sistema:
DettagliF - SECONDO PRINCIPIO
F - SECONDO PRINCIPIO MACCHINA TERMICA APPARATO CHE CONVERTE CALORE (CEDUTO DALL'AMBIENTE ESTERNO AL SISTEMA TERMODINAMICO) IN LAVORO (FATTO DAL SISTEMA TERMODINAMICO E UTILIZZABILE DEL MONDO ESTERNO)
DettagliTermodinamica: - cenni sui gas perfetti - macchine termiche - secondo principio. 18/12/2013 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Termodinamica: - cenni sui gas perfetti - macchine termiche - secondo principio 1 Definizione di Gas Perfetto Un gas perfetto è un gas ideale il cui comportamento approssima quello dei gas reali a densità
DettagliLa macchina termica. Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine 1
La macchina termica Universita' di Udine 1 La macchina termica Un insieme di trasformazioni che parta da uno stato e vi ritorni costituisce una macchina termica un ciclo termodinamico Universita' di Udine
DettagliTermodinamica(3) Fabrizio Margaroli
Termodinamica(3) Fabrizio Margaroli 1 Macchine termiche e frigoriferi MACCHINA TERMICA Dispositivo che assorbe calore da una sorgente calda, compie lavoro meccanico, cede calore non utilizzato ad una sorgente
DettagliIl secondo principio della Termodinamica
Il secondo principio della ermodinamica non tutte le trasformazioni sono possibili (es.: passaggio di calore, cascata, attrito, espansione libera) le trasformazioni naturali sono irreversibili ed avvengono
DettagliFisica. Architettura (corso magistrale a ciclo unico quinquennale) Prof. Lanzalone Gaetano. Lezione 6 maggio 2013
Fisica Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Lezione 6 maggio 2013 Architettura (corso magistrale a ciclo unico quinquennale) Prof. Lanzalone Gaetano Macchine Termiche Le macchine
DettagliTRASFORMAZIONI REVERSIBILI E IRREVERSIBILI
TRASFORMAZIONI REVERSIBILI E IRREVERSIBILI Consideriamo un gas contenuto in un recipiente dalle pareti adiabatiche dotato di un pistone in grado di muoversi senza attriti (v. figura). Espansione e compressione
DettagliConseguenze del teorema di Carnot
Conseguenze del teorema di Carnot Tutte le macchine reversibili che lavorano tra le stesse sorgenti alle temperature T 1 e T 2 hanno rendimento uguale; qualsiasi altra macchina che lavori tra le stesse
DettagliUNITA' 7 SOMMARIO ATTENZIONE
U.7/0 UNITA' 7 SOMMARIO U.7 IL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA 7.1. Introduzione 7.2. Serbatoi e motori termici 7.3. Macchine frigorifere e pompe di calore 7.4. Secondo principio della Termodinamica
DettagliTermodinamica. secondo principio. ovvero. principio della impossibilità
ermodinamica secondo principio ovvero principio della impossibilità Il verso privilegiato delle trasformazioni di energia: non si crea energia dal nulla Il primo principio può essere enunciato sotto forma
DettagliSecondo principio della termodinamica: perché????
Secondo principio della termodinamica: perché???? Primo principio: bilancio degli scambi energetici con l ambiente, ma non dà nessuna spiegazione del fatto che in natura alcune trasformazioni procedono
DettagliSECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA 1 MACCHINA TERMICA APPARATO CHE CONVERTE CALORE (CEDUTO DALL'AMBIENTE ESTERNO AL SISTEMA TERMODINAMICO) IN LAVORO (FATTO DAL SISTEMA TERMODINAMICO E UTILIZZABILE DEL
DettagliApprofondimenti. Rinaldo Rui. ultima revisione: 29 maggio Secondo Principio della Termodinamica
Approfondimenti Rinaldo Rui ultima revisione: 29 maggio 209 3 Secondo Principio della Termodinamica 3.5 Lezione #3 3.5.3 Enunciato di Caratheodory (909) e Curve Isoentropiche La trattazione completa e
DettagliLa negazione dell'enunciato di Kelvin-Plank implica la negazione dell'enunciato di Clausius
Equivalenza degli enunciati di Kelvin-Plank e Clausius a negazione dell'enunciato di Kelvin-Plank implica la negazione dell'enunciato di Clausius Negare l'enunciato di Kelvin-Plank significa ammettere
DettagliSecondo principio della termodinamica
econdo principio della termodinamica Macchine termiche cicliche Macchine termiche: macchine che producono lavoro scambiando calore con opportune sorgenti i produce lavoro >0 che si ottiene a causa del
DettagliIl secondo principio della Termodinamica
Il secondo principio della ermodinamica non tutte le trasformazioni sono possibili (es.: passaggio di calore, cascata, attrito, espansione libera) le trasformazioni naturali sono irreversibili ed avvengono
DettagliProcessi reversibili e irreversibili
Processi reversibili e irreversibili Trasformazioni reversibili: la direzione della trasformazione può essere invertita, cambiando di poco le condizioni esterne. Esempio: gas compresso da un pistone. Trasformazioni
DettagliFisica per Farmacia A.A. 2018/2019
Fisica per Farmacia.. 2018/2019 Responsabile del corso: Prof. lessandro Lascialfari Tutor (16 ore: Matteo volio Lezione del 15/05/2019 2 h (13:30-15:30, ula G10, Golgi ESERCITZIONI TERMODINMIC Esercizio
DettagliIX ESERCITAZIONE - 16 Dicembre 2013
IX ESERCITAZIONE - 16 Dicembre 2013 I. RENDIMENTO Un gas perfetto monoatomico compie il ciclo schematicamente mostrato in figura, attraverso trasformazioni reversibili. I valori di pressione e volume sono
DettagliSecondo principio della termodinamica
Secondo principio della termodinamica Enunciato di Kelvin-Planck E impossibile realizzare una macchina termica ciclica che riesca a sollevare un peso, scambiando calore con un solo termostato, senza altri
DettagliMacchine Termiche: Guida schematica agli argomenti trattati a lezione
Macchine Termiche: Guida schematica agli argomenti trattati a lezione Dott. Corso Fisica I per Chimica Industriale a.a. 2014-2015 Testo di riferimento: (FLMP) Ferrari, Luci, Mariani, Pellissetto, Fisica
DettagliEQUILIBRIO TERMODINAMICO
LA TERMODINAMICA EQUILIBRIO TERMODINAMICO TRASFORMAZIONI QUASISTATICHE Le trasformazioni quasistatiche Le trasformazioni termodinamiche si possono rappresentare sul piano pressione-volume ogni punto del
DettagliSISTEMA TERMODINAMICO STATO TERMODINAMICO
SISTEMA TERMODINAMICO Sistema macroscopico (gas, liquido, solido) chimicamente definito, composto da un grande numero di atomi o molecole. In una mole di sostanza: N 6,02 10 23 Isolato: non scambia né
DettagliFisica 1 Anno Accademico 2011/2012
Matteo Luca Ruggiero DISAT@Politecnico di Torino Anno Accademico 2011/2012 (4 Giugno - 8 Giugno 2012) Sintesi Abbiamo formulato il primo principio della termodinamica che regola gli scambi di calore, la
DettagliE' COSTITUITO, IN SUCCESSIONE CICLICA, DALLE SEGUENTI TRASFORMAZIONI:
G - CICLO DI CARNOT CICLO DI CARNOT E' COSTITUITO, IN SUCCESSIONE CICLICA, DALLE SEGUENTI TRASFORMAZIONI: 1. ESPANSIONE ISOTERMA 2. ESPANSIONE ADIABATICA 3. COMPRESSIONE ISOTERMA 4. COMPRESSIONE ADIABATICA
DettagliDotto Formazione a tutto tondo Rapid Training 2018 Corso di Fisica. Argomento 11 Termodinamica
Dotto Formazione a tutto tondo Rapid Training 2018 Corso di Fisica Argomento 11 Termodinamica 2 L energia interna dei gas L energia totale di tutte le molecole del sistema: e. cinetica traslazionale e.
DettagliEsercitazione 8. Soluzione Il rendimento di una macchina di Carnot in funzione delle temperature è: η = 1 T 2 T 1 = = 60%
Esercitazione 8 Esercizio 1 - Macchina di arnot Una macchina di arnot assorbe una certa quantità di calore Q 1 da una sorgente a temperatura T 1 e cede calore Q 2 ad una seconda sorgente a temperatura
DettagliIL CICLO DI CARNOT. Scambi di energia durante il ciclo
IL CICLO DI CNO Consideriamo un gas ideale, contenuto nel solito cilindro, che compie un ciclo di 4 trasformazioni reversibili (2 isoterme + 2 adiabatiche) rappresentate nel piano -p come in figura. cambi
DettagliTrasformazioni reversibili e irreversibili:
rasformazioni reversibili e irreversibili: Esempi di trasformazioni irreversibili: - un gas compresso si espande spontaneamente in uno spazio vuoto - la neve fonde al sole - un farmaco si scioglie nel
DettagliIl secondo principio della termodinamica
Il secondo principio della termodinamica 1 Il secondo principio Il primo principio della termodinamica introduce la funzione energia interna, U, che ci permette di dire se una certa trasformazione è possibile:
DettagliMacchina termica Q Q Q. η = L Q ass
Macchina termica Dispositivo che scambia calore Q con l ambiente e produce lavoro L: Ogni macchina termica contiene un fluido motore (per es. acqua, miscela aria-benzina); Per produrre lavoro in modo continuativo,
DettagliI PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA
Il diagramma - I RINCII DLLA TRMODINAMICA Un sistema termodinamico è una quantità di materia racchiusa all interno di una superficie chiusa, che può scambiare energia con l ambiente esterno. Lo stato di
DettagliLez 15 22/11/2016. Lezioni in didattica_fisica/did_fis1617/ E. Fiandrini Fis Sper e Appl Did 1617
Lez 15 22/11/2016 Lezioni in http://www.fisgeo.unipg.it/~fiandrin/ didattica_fisica/did_fis1617/ E. Fiandrini Fis Sper e Appl Did 1617 1 Energia interna di un gas ideale E. Fiandrini Fis. Sper. e 2 Energia
DettagliDisuguaglianza di Clausius
Disuguaglianza di Clausius derivazione matematica Sommario In questo documento deduciamo la disuguaglianza di Clausius, o Teorema di Clausius, in modo matematico, utilizzando l enunciato di Kelvin-Planck
Dettaglitemperatura e rimangono indefinitamente in questa condizione ma non si invertono mai spontaneamente dunque, fino a prova contraria,
Secondo Principio della ermodinamica 1) due corpi a temperatura diversa sono posti in contatto termico: dopo un certo tempo spontaneamente i due corpi raggiungono la stessa temperatura e rimangono indefinitamente
DettagliIl secondo principio della Termodinamica
Il secondo principio della Termodinamica in pratica tutti i processi che avvengono in natura procedono in un solo senso. Mai, di loro spontanea volontà, procedono in senso inverso. Non si torna indietro
DettagliEsonero 20 Gennaio 2016
Esonero 20 Gennaio 2016 Roberto Bonciani e Paolo Dore Corso di Fisica Generale 1 Università degli Studi di Roma La Sapienza Anno Accademico 2015-2016 Esonero 2 - Fisica Generale I per matematici 20 Gennaio
DettagliSoluzioni del problema 14.21
Soluzioni del problema 1421 Con ulteriori indicazioni sulle trasformazioni Sommario Riportiamo le soluzioni del problema, con considerazioni didattiche, per dare indicazioni su altre trasformazioni, non
DettagliI PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA
I RINCII DLLA TRMODINAMICA Il diagramma - Un sistema termodinamico è una quantità di materia racchiusa all interno di una superficie chiusa, che può scambiare energia con l ambiente esterno. Lo stato di
DettagliCorso di Meccanica, Macchine e Impianti Termici CAPITOLO 5 TERMODINAMICA
Anno Scolastico 2009/2010 Corso di Meccanica, Macchine e Impianti Termici CAPITOLO 5 TERMODINAMICA Prof. Matteo Intermite 1 5.1 LEGGE DEI GAS I gas sono delle sostanze che in determinate condizioni di
DettagliPRINCIPI DELLA TERMODINAMICA. Bellucci, Bravetti, Pappalardo
PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA Bellucci, Bravetti, Pappalardo PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Un qualunque sistema di particelle può interagire con l esterno in quattro modi differenti : assorbendo o
Dettagliil ciclo di Ericsson (1853) caratterizzato da due isoterme e due isobare; il ciclo di Reitlinger (1873) con due isoterme e due politropiche.
16 Il ciclo di Stirling Il coefficiente di effetto utile per il ciclo frigorifero di Carnot è, in base alla (2.9): T min ɛ =. (2.31) T max T min Il ciclo di Carnot è il ciclo termodinamico che dà il maggior
DettagliMacchine termiche. Alla fine di ogni ciclo il fluido ripassa per lo stesso stato.
Macchine termiche In una macchina termica - ad esempio un motore - un fluido (il vapore delle vecchie locomotive, la miscela del motore a scoppio) esegue qualche tipo di ciclo termodinamico. Alla fine
DettagliArgomenti di questa lezione
Lezione TD 28 pag 1 Argomenti di questa lezione Reversibilità delle trasformazioni termodinamiche Secondo principio della termodinamica Integrale di Clausius Entropia e sue variazioni Lezione TD 28 pag
DettagliLezione 5: Termodinamica. Seminario didattico
Lezione 5: Termodinamica Seminario didattico Esercizio n 1 Ad una mole di gas monoatomico viene fatto percorrere il ciclo mostrato in figura il processo bc è una espansione adiabatica; p B =1.03 bar, V
DettagliFisica Generale B 15. II Principio della Termodinamica
Fisica Generale 15. II Principio della ermodinamica http://campus.cib.unibo.it/2435/ February 28, 2017 Irreversibilità Il I principio della termodinamica non dà informazioni sul verso in cui procedono
Dettagli2. Determinare pressione e temperatura del gas nello stato B [1 punto]; 3. Determinare pressione e temperatura del gas nello stato C [1 punto];
1 Esercizio tratto dal Problema 13.34 del Mazzoldi 2) Un gas ideale biatomico passa dallo stato A.1 10 2 m 3, p A 0.6 bar, T A 476 K) allo stato B V B 3.0 10 2 m 3 ) con una compressione isobara reversibile.
DettagliFISICA. Termodinamica SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA. Autore: prof. Pappalardo Vincenzo. docente di Matematica e Fisica
FISICA Termodinamica SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Autore: prof. Pappalardo Vincenzo docente di Matematica e Fisica IL VERSO PRIVILEGIATO DELLE TRASFORMAZIONI DI ENERGIA Il concetto fondamentale
DettagliSoluzioni del problema adattato
Soluzioni del problema 1412 adattato Tipo di problema fornito per la parte di termodinamica nella prova scritta Sommario Riportiamo tutte le possibili soluzioni del problema, anche con considerazioni didattiche
DettagliLa termodinamica è quella branca della fisica che studia e descrive le trasformazioni, dette trasformazioni termodinamiche, subite da un sistema
La termodinamica è quella branca della fisica che studia e descrive le trasformazioni, dette trasformazioni termodinamiche, subite da un sistema fisico, detto sistema termodinamico, in seguito a processi
DettagliSECONDO PRINCIPIO TERMODINAMICA Problemi di Fisica secondo principio termodinamica
SEONO PRINIPIO ERMOINMI Problemi di Fisica secondo principio termodinamica SEONO PRINIPIO ERMOINMI PROEM alcolare il rendimento di una macchina di arnot che lavora fra la temperatura di ebollizione dell'acqua
DettagliPrimo principio. Energia interna di un sistema. Sistema e stato termodinamico Trasformazioni termodinamiche ΔU =Q L
Primo principio Energia interna di un sistema Funzione di stato Aumenta se viene dato calore al sistema Aumenta se viene fatto lavoro dall esterno sul sistema ΔU =Q L Sistema e stato termodinamico Trasformazioni
DettagliMain training FISICA. Lorenzo Manganaro. Lezione 10 Termodinamica III: Macchine Termiche
Main training 2017-2018 FISICA Lorenzo Manganaro Lezione 10 Termodinamica III: Macchine Termiche Lezione 10 Macchine Termiche Lezione 10 Macchine Termiche 1. Trasformazioni cicliche 2. 2 principio, Macchine
DettagliSignificato microscopico della temperatura
Significato microscopico della temperatura La temperatura è una misura dell energia cinetica traslazionale media delle molecole del gas, o, il che è lo stesso, della loro velocità quadratica media La velocità
DettagliLezione 4: Termodinamica. Seminario didattico
Lezione 4: Termodinamica Seminario didattico Esercizio n 1 Un gas all interno di una camera percorre il ciclo mostrato in figura. Si determini il calore totale fornito al sistema durante la trasformazione
DettagliSistema termodinamico: porzione di universo separata da tutto il resto del mondo. Ambiente esterno confini del sistema
Termodinamica: concetti di base Sistema termodinamico: porzione di universo separata da tutto il resto del mondo Ambiente esterno confini del sistema sistema Stato del sistema: definito dal valore delle
DettagliIl primo principio della termodinamica
1 Il primo principio della termodinamica Il primo principio della termodinamica Nelle lezioni precedenti abbiamo visto che per far innalzare la temperatura di un sistema vi sono due possibilità: fornendo
DettagliEntalpia. L'entalpia è una funzione di stato ed è una grandezza estensiva. dh=du+pdv+vdp --> du+pdv = dh - Vdp
Entalpia Si definisce entalpia la grandezza H ( 1 H = U + pv L'entalpia è una funzione di stato ed è una grandezza estensiva. Differenziando la (1) si ha dh=du+pdv+vdp --> du+pdv = dh - Vdp In una generica
DettagliTermodinamica classica e termodinamica chimica
Termodinamica classica e termodinamica chimica Matteo Bonfanti 23 marzo 2015 Indice 1. Definizioni 3 1.1. Il sistema termodinamico........................... 3 1.2. Lo stato del sistema e le trasformazioni
DettagliTermodinamica 1. Il rendimento di una macchina di Carnot vale: Il lavoro sul ciclo è pari a Q T T
ermodinamica Una macchina di arnot lavora tra le temperature 373 K e 73 K; la sorente fredda è un blocco di hiaccio. alcolare il lavoro prodotto dalla macchina quando si fondono 5k di hiaccio (alore latente
DettagliUniversità Politecnica delle Marche, Facoltà di Agraria. C.d.L. Scienze Forestali e Ambientali, A.A. 2015/2016, Fisica
a macchina termica: Una macchina termica è un dispositivo che scambia calore con l ambiente e produce lavoro. 2 ced M.. avora secondo una trasformazione ciclica. (ciclo termodinamico) Supporremo che una
DettagliEntropia. Corso di Fisica Tecnica IngGes AA2017/18. Federico Mazzelli. Santa Marta, stanza /
Corso di Fisica Tecnica IngGes AA2017/18 Entropia Federico Mazzelli Santa Marta, stanza 286 055/275 8740 federico.mazzelli@unifi.it Laboratorio Di Conversione Dell'energia C.I. Riepilogo il 1 principio
DettagliEnergia e termodinamica Applicazioni del Primo principio Le machine termiche
Energia e termodinamica Applicazioni del Primo principio Le machine termiche Prof. Piercarlo Romagnoni Dorsoduro 2206 3023 Venezia pierca@iuav.it 0 h m h m L j i e i e i i u i u,,,, U VC L j j u, k k,
DettagliTermodinamica: Temperatura e Calore. Temperatura e Calore 1
Termodinamica: Temperatura e Calore Temperatura e Calore 1 Ricordiamo che: A. Pastore Fisica con Elementi di Matematica (O-Z) - 2 Farmacia - A.A. 2015-2016 Introduzione al Problema PROBLEMA: studiare un
DettagliTermodinamica. Sistema termodinamico. Piano di Clapeyron. Sistema termodinamico. Esempio. Cosa è la termodinamica? TERMODINAMICA
Termodinamica TERMODINAMICA Cosa è la termodinamica? La termodinamica studia la conversione del calore in lavoro meccanico Prof Crosetto Silvio 2 Prof Crosetto Silvio Il motore dell automobile trasforma
DettagliLe trasformazioni principali. Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine 1
Le trasformazioni principali Universita' di Udine 1 Trasformazioni notevoli: un elenco Le trasformazioni reversibili sono evidentemente infinite Hanno molta importanza alcune trasformazioni fondamentali
DettagliUniversità Politecnica delle Marche, Facoltà di Agraria. C.d.L. Scienze e Tecnologie Agrarie, A.A. 2016/2017, Fisica
.d.. Scienze e ecnologie grarie,.. 206/207, Fisica a macchina termica: Una macchina termica è un dispositivo che scambia calore con l ambiente e produce lavoro. 2 ced M.. avora secondo una trasformazione
DettagliII Principio della termodinamica
II Principio della termodinamica Il primo principio della termodinamica esprime ciò che si conserva: ogni forma di energia può trasformarsi in un altra forma di energia, ma l'energia totale rimane costante.
DettagliIL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA. Lezioni d'autore
IL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Lezioni d'autore Un video : Clic Lo studio di una macchina termica ideale (I) [ ] Si può paragonare molto bene la potenza motrice del calore a quella di una cascata
DettagliII Principio della termodinamica
II Principio della termodinamica Il primo principio della termodinamica esprime ciò che si conserva: ogni forma di energia può trasformarsi in un altra forma di energia, ma l'energia totale rimane costante.
DettagliCicli termodinamici. Il ciclo è delimitato dagli stati A, B, C e D, le cui caratteristiche sono riassunte nella prossima tabella:
Lezione 28 approfondimento pag.1 Cicli termodinamici Abbiamo visto che le macchine termiche operano in modo ciclico: dopo aver attraversato una sequenza più o meno complicata di stati, nel corso dei quali
DettagliConversione di lavoro in calore
onversione di lavoro in calore Esempio Se si sfregano insieme due pietre, tenendole sott acqua, il lavoro compiuto per vincere gli attriti si trasforma in energia interna che tende ad aumentare la temperatura
Dettaglip A Esercizio (tratto dal Problema 13.6 del Mazzoldi 2)
1 Esercizio (tratto dal Problema 13.6 del Mazzoldi 2) Un gas ideale (n 0.45 moli) passa con un isobara reversibile dallo stato A ( 2 bar) allo stato B, compiendo un lavoro W A B 640 J. Successivamente
DettagliCICLI TERMODINAMICI. Introduzione 1
CICLI TERMODINAMICI Introduzione 1 CICLI TERMODINAMICI CICLO DI CARNOT CICLO RANKINE CICLO BRAYTON CICLO OTTO / CICLO DIESEL IL CICLO DI CARNOT RAPPRESENTA IL MODELLO DA PERSEGUIRE, PERCHE A PARITA DI
DettagliPoi occorre il calore acquisito dal gas. Analizziamo le tre trasformazioni ricordando che il lavoro è l area sottesa: int
apitolo Soluzioni. Il lavoro complessivo sarà l area del ciclo nel piano: L ( V V )( P P ).00.000 J.0 0 J Poi occorre il calore acquisito dal gas. Analizziamo le tre trasformazioni ricordando che il lavoro
DettagliI moti nel piano. I concetti fondamentali. Completa le seguenti frasi
I moti nel piano I concetti fondamentali Completa le seguenti frasi 1 Nel moto rettilineo uniforme la traiettoria è un segmento di. e il modulo della.è costante. 2 Nel moto rettilineo uniformemente accelerato
DettagliPRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA SISTEMA
SISTEMA In termodinamica si intende per sistema una qualsiasi porzione della realtà fisica che viene posta come oggetto di studio Possono essere sistemi: una cellula il cilindro di un motore una cella
DettagliIl Secondo Principio della Termodinamica Abbiamo visto che il primo principio regola la relazione, in una trasformazione termodinamica, fra
Il Secondo Principio della ermodinamica bbiamo visto che il primo principio regola la relazione, in una trasformazione termodinamica, fra variazione di energia interna, calore scambiato e lavoro effettuato
DettagliL entropia. Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine 1
L entropia Universita' di Udine 1 L entropia secondo Clausius Prendiamo un ciclo reversibile qualunque ricopriamolo con una rete di adiabatiche i trattini del ciclo li sostituiamo con trattini di isoterme
DettagliMacchine termiche. Università degli Studi di Bari Aldo Moro Dip. DiSAAT - Ing. Francesco Santoro Corso di Fisica
Macchine termiche Il primo principio della termodinamica stabilisce l equivalenza tra calore e lavoro Almeno in linea di principio consente di trasformare l energia interna di un serbatoio di calore in
Dettaglib) Essendo p A V A = p C V C ne risulta T C = T A = 300 K.
2.00 moli di un gas perfetto di volume V 1 = 3.50 m 3 e T 1 = 300 K possono espandersi fino a V 2 = 7.00 m 3 e T 2 = 300 K. Il processo è compiuto isotermicamente. Determinare: a) Il lavoro fatto dal gas;
DettagliFISICA. Termodinamica PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA. Autore: prof. Pappalardo Vincenzo. docente di Matematica e Fisica
FISICA Termodinamica PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Autore: prof. Pappalardo Vincenzo docente di Matematica e Fisica La termodinamica si occupa principalmente degli scambi energetici fra un sistema
DettagliESERCIZIO (12) ( ) ( ) J ( ) ( )
onsideriamo una mole di gas perfetto monoatomico che compie il ciclo di figura (motore di Stirling), composto da due isoterme ( e ) e ESEIZIO (1) due trasformazioni a volume costante ( e ). alcolare: il
Dettagliŋ = 1-Tf / Tc ŋ = rendimento termodinamico, rapporto fra lavoro e calore speso Il motore stirling Principali caratteristiche
Il motore stirling Ideato da quasi 200 anni, è un motore potenzialmente ad elevatissima efficienza, utilizzato inizialmente come alternativa più affidabile delle macchine a vapore, così detto anche motore
DettagliPIANI TERMODINAMICI (p,v) e (T,s)
PINI ERMODINMII (p,v) e (,s) Per trasformazioni internamente reversibili è possibile stabilire una corrispondenza biunivoca tra le aree sottese dalle trasformazioni internamente reversibili rappresentate
DettagliL ENERGIA CINETICA DELLE MOLECOLE DI UN GAS E LA TEMPERATURA Ogni molecola ha in media un'energia cinetica
Primo principio- 1 - TERMODINAMICA ENERGIA INTERNA DI UN SISTEMA Ad ogni sistema fisico possiamo associare varie forme di energia, l energia cinetica delle molecole di cui è formato, energia potenziale,
Dettaglidallo stato 1 allo stato 2 è uguale all integrale
Capitolo 13 L entropia 167 QUESITI E PROBLEMI 1 La grandezza fisica entropia può assumere valori solo positivi (vero/falso). Se sono determinati lo stato iniziale e lo stato finale di un sistema fisico,
DettagliCorso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2011/12. Prova di esame del 17/9/ NOME
Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2011/12 Prova di esame del 17/9/2012 - NOME 1) Un a macchina di Carnot usa del gas ideale ed opera tra due serbatoi di calore di temperatura
Dettagli