L’ energia è una grandezza conservativa non può essere distrutta non può essere generata può essere convertita da una forma ad un’altra La qualità dell’energia

Quest’ ultima alimenta una pompa che trasporta l’acqua ad alta quota. L’energia potenziale dell’acqua è trasformata in energia cinetica e poi energia meccanica.

La qualità dell’energia L’energia potenziale del peso è trasformata in lavoro d’elica e poi in energia interna del fluido. E’ impossibile percorrere al contrario questa trasformazione ! E’ impossibile percorrere al contrario questa trasformazione ! Se trasferiamo calore all’elica non si pone in rotazione l’albero. Se trasferiamo calore all’elica non si pone in rotazione l’albero.

La qualità dell’energia Cosa accade se una tazza di caffè caldo è posta in un ambiente a temperatura inferiore? ambiente  U caffé = -Q  U amb = +Q  U caffé+amb = 0  U caffé = +Q  U amb = -Q  U caffé+amb = 0

La qualità dell’energia energia nobile elettrica, meccanica,.. energia interna alta temperatura energia interna bassa temperatura

E NTROPIA L’entropia è una grandezza non conservativa S gen  0 S dis = 0 S dis = 0 L’entropia non può essere distrutta  L’entropia non può essere distrutta  L’entropia può essere generata

La variazione di entropia di un sistema è somma di due contributi: il flusso di entropia attraverso i confini del sistema la generazione di entropia all’interno del sistema E NTROPIA

Flussi di entropia Flusso entropico associato al flusso di massa Flusso entropico associato al flusso di energia in modo calore mmmm Q T

Bilancio di entropia  s  m) e1  s  m) e3  s  m) e2  s  m) u1  s  m) u3  s  m) u2 Q/T

Bilancio di entropia =

regime stazionario 1 ingresso 1 uscita =

Bilancio di entropia sistema chiuso

Bilancio di entropia sistema isolato In seguito ad una trasformazione l’entropia del sistema isolato non può diminuire mai; al più può rimanere costante!

Bilancio di entropia SI sist a b amb c d La trasformazione porta dallo stato (a)  allo stato (b) il sistema l’ambiente dallo stato (c)  allo stato (d)

Bilancio di entropia SI sist a b amb c d Ipotizziamo una trasformazione che possa riportare dallo stato (b)  allo stato (a) il sistema l’ambiente dallo stato (d)  allo stato (c) La trasformazione ipotizzata è impossibile perché implicherebbe una distruzione di entropia !

S gen >0 trasformazioneirreversibile Bilancio di entropia S gen =0 trasformazionereversibile S gen <0 trasformazioneimpossibile S gen

Irreversibilità trasferimento di energia termica con differenza di temperatura finita espansione libera di un fluido mescolamento spontaneo di materia reazioni chimiche spontanee attrito, compreso quello in seno ad un fluido in moto corrente elettrica che attraversa una resistenza fenomeni di isteresi magnetica o di polarizzazione deformazione non elastica

Bilancio di entropia

 acqua = acqua prelevata + pioggia pioggia trasporto pioggia stagno

Bilancio di entropia  acqua = acqua versata + pioggia pioggia stagno acqua prelevata pioggia trasporto

Lavoro di variazione di volume SET Q MC L Bilancio di energia Bilancio di entropia

Lavoro di variazione di volume

trasformazione internamente reversibile

Lavoro di variazione di volume SIST L AMB lavoro perso perso SIST L AMB lavoro aggiunto aggiunto

Equazione dell’ energia meccanica regime stazionario VC SET 1 ingresso 1 uscita

Equazione dell’ energia meccanica Bilancio di energia Bilancio di entropia

Equazione dell’ energia meccanica

trasformazione internamente reversibile