Prof. Michele MICCIO1 Calore specifico Si dice calore specifico di una sostanza la quantità di calore necessaria a innalzare di un grado la temperatura,

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1 Prof. Michele MICCIO1 Calore specifico Si dice calore specifico di una sostanza la quantità di calore necessaria a innalzare di un grado la temperatura, e precisamente da 14.5 a 15.5°C, dell'unità di massa. In relazione alle condizioni di riscaldamento si distinguono rispettivamente il calore specifico a volume e a pressione costante. In generale i due calori specifici dipendono dalla temperatura e nel caso dell'acqua e di tutte le sostanze praticamente incomprimibili hanno valori approssimativamente uguali.

2 Prof. Michele MICCIO2 Calore latente I cambiamenti di stato nelle sostanze pure avvengono in condizioni definite di pressione e temperatura; in particolare, fissate le condizioni di pressione, la temperatura di transizione è una caratteristica della sostanza in esame. La quantità di calore richiesta per produrre la transizione di fase per unità di massa di sostanza è detta calore latente; vi sono quindi calori latenti di fusione, di vaporizzazione e di sublimazione. La corrispondente variazione di energia interna è: U=m (T) dove m è la massa di sostanza pura soggetta a passaggio di stato. Se si porta a ebollizione dell'acqua in un recipiente aperto alla pressione di 1 atm, la temperatura non sale oltre i 100°C, indipendentemente dalla quantità di calore fornito. Il calore assorbito dall'acqua è il calore latente, che viene speso per trasformare l'acqua in vapore ed è pertanto immagazzinato come energia nel vapore stesso. Se si riscalda un miscuglio di ghiaccio e acqua, la temperatura non varia fino a quando il processo di fusione del ghiaccio non è completo. Il calore latente in questo caso serve a vincere le forze che tengono unite le particelle di ghiaccio.

3 Prof. Michele MICCIO3 Calore sensibile Viene denominata calore sensibile quella quantità di energia che, quando somministrata ad un corpo o ad una sostanza, provoca un aumento della sua temperatura. La corrispondente variazione di energia interna è: U = m c v (T) T dove m è la massa del corpo o della sostanza. Laggettivo sensibile è dovuto al fatto che tale calore si manifesta, cioè è possibile apprezzarlo, proprio attraverso laumento della temperatura che esso provoca.

4 Prof. Michele MICCIO4 Entalpia Per sistemi aperti e/o in flusso è conveniente far riferimento ad una grandezza termodinamica derivata dalla Energia Interna. Si definisce Entalpia : H = U + PV dove P = pressione e V = volume. Come lEnergia Interna, lEntalpia è una funzione di stato e la differenza di entalpia tra uno stato iniziale ed uno finale delle sostanze coinvolte in un processo dipende solo da quegli stati e non dal particolare percorso seguito per le trasformazioni di processo. Come lEnergia Interna, lEntalpia può essere espressa in funzione di 2 delle seguenti 3 variabili di stato: pressione, temperatura o volume. È solito e conveniente scegliere pressione e temperatura: H = H(P,T) La variazione di Entalpia é: H = m c p (T) T per un corpo o sostanza di massa m che subisce un incremento T di temperatura H = m (T) per un corpo o sostanza di massa m che subisce un passaggio di fase

5 Prof. Michele MICCIO5 Prof. RIVA Bilanci di Energia http://users.unimi.it/~mriva/index1.htm

6 Prof. Michele MICCIO6 Esempio Fell12_1 Un evaporatore a tubi corti verticali viene usato per concentrare in "singolo effetto" una corrente di succo. Viene utilizzato come fluido caldo vapore saturo a P s =169 kPa con una portata di 0.025 kg/s. Si assuma che non ci siano perdite di calore verso l'esterno. Calcolare la potenza termica trasferita al succo. Ulteriori dati il calore latente di condensazione del vapore a P s =169 kPa è s =2217 kJ/kg Bilancio di energia lato vapore