Corso di termodinamica Cicli termodinamici diretti

Slides:



Advertisements
Presentazioni simili
I principi della termodinamica
Advertisements

Antonio Ballarin Denti
I PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA
Calore e lavoro La stessa variazione dello stato termodinamico di un sistema, misurata ad esempio dalla variazione della sua temperatura, può essere prodotta.
Primo principio della termodinamica (parte seconda)
Teorema di Carnot se TR è una trasformazione ciclica reversibile
Teorema di Clausius le proprietà di una trasformazione ciclica a due temperature sono descritte soddisfacentemente dal teorema di Carnot ma in una generica.
Gas perfetti deduciamo che solo due variabili sono indipendenti quindi sperimentalmente che la variazione di temperatura ΔT =T 2 -T 1 tende ad annullarsi.
Secondo Principio della Termodinamica
Diagrammi TS l’entropia e’ funzione di stato e puo’ essere usata,
Il secondo principio della Termodinamica
Il secondo Principio della Termodinamica
Trasformazioni termodinamiche Cicli e macchine termiche
Fisica 1 Termodinamica 4a lezione.
Fisica 1 Termodinamica 9a lezione.
Fisica 1 Termodinamica 8a lezione.
Termodinamica 8 12 maggio 2011 Macchine termiche
Programma del corso di fisica 1
Trasformazioni termodinamiche Cicli e macchine termiche
Termodinamica 9 19 maggio 2011 Temperatura assoluta
Fisica 1 Termodinamica 7a lezione.
Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine
2o Principio della Termodinamica :
Ciclo termico “Ciclo termico”: trasformazione ciclica nella quale il sistema termodinamico che compie il ciclo fornisce lavoro assorbendo complessivamente.
Equivalenza meccanica del calore (Mayer-Joule)
Trasformazioni energeticamente permesse Trasformazioni spontanee
Pressione costante ma se si fornisse il calore operando a pressione costante reversibilmente si fornisca reversibilmente la quantita infinitesima di calore.
Termodinamica classica
Trasformazioni adiabatiche di un gas perfetto
SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Trasformazioni cicliche
G.M. - Edile A 2002/03 Lequivalente meccanico del calore Abbiamo definito la caloria come la quantità di calore necessaria per innalzare la temperatura.
FISICA AMBIENTALE 1 Lezioni 3 – 4 Rischiami di termodinamica.
calcolo e applicazioni
FISICA AMBIENTALE 1 Lezioni 5 – 6 Le macchine termiche.
Antonio Ballarin Denti
Definizione e proprietà
Enunciati – Ciclo di Carnot
IL 2° PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Antonio Ballarin Denti Rudolf J. Clausius ( ) Temperatura termodinamica assoluta.
FISICA AMBIENTALE 1 Lezioni I cicli termodinamici.
Lezione 10 Termodinamica
Il II principio della termodinamica
Prof. Roberto Capone Termodinamica
6. Il secondo principio della termodinamica (I)
Termodinamica.
Due moli di idrogeno a temperatura T 1 = 400 K assorbendo il calore Q = 5590 J, ( se c v e’ costante) a quello B si ha per un gas perfetto che esegua una.
A) determinare il valore della temperatura T C p V A B C Un gas perfetto biatomico compie il isocoro un riscaldamento isocoro da A a B, adiabatica una.
II Principio della Termodinamica
Il secondo principio della termodinamica
IL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Il secondo principio della termodinamica
Termodinamica Argomenti della lezione: relazione di Mayer
8. Il secondo principio della termodinamica
7. Il primo principio della termodinamica
I principi della Termodinamica
1 Lezione XV-b Avviare la presentazione col tasto “Invio”
Lezione n.10 (Corso di termodinamica) Componenti.
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.
Lezione n.7 (Corso di termodinamica) Cicli Diretti.
Ciclo di Carnot. Termodinamica La termodinamica studia le trasformazioni e passaggi di energia da un sistema ad un altro e da una forma all’altra, ovvero.
Trasformazioni termodinamiche
Corso di Meccanica e Termodinamica per il CdL in Fisica Corso di Meccanica e Termodinamica per il CdL in Fisica Università degli Studi di Napoli FEDERICO.
TUTTE LE MOLECOLE HANNO QUINDI, A TEMPERATURA FISSATA, LA STESSA ENERGIA CINETICA TRASLAZIONALE MEDIA La velocità quadratica media dà un’ idea generale.
Università Federico II di Napoli Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali Corso di laurea in Informatica Fisica Sperimentale I Gruppo 1 Docente.
Lezione n.8 (Corso di termodinamica) Cicli Inversi.
Lezione n.6b (Corso di termodinamica) Gas ideali Esercizi.
Corso di termodinamica Cicli termodinamici diretti
Transcript della presentazione:

Corso di termodinamica Cicli termodinamici diretti Prof. G. Buonanno Dr. Eng. G. Giovinco

Evoluzione dell’uomo

Energie “naturali”

Le macchine termiche

Convertire tutto il calore in lavoro con continuità Indefinitamente Q Trasformazione isoterma di una gas ideale

(ritorni periodicamente a possedere le stesse proprietà). Ciclo termodinamico Per ottenere indefinitamente la conversione di calore in lavoro è necessario utilizzare un sistema termodinamico che operi ciclicamente (ritorni periodicamente a possedere le stesse proprietà).

Trasformazione isoterma Ciclo termodinamico Trasformazione isoterma p A B v

Conversione ciclica completa W. Thomson (1854): “è impossibile in un processo periodico ottenere come unico risultato quello di trasformare in lavoro il calore estratto da una sorgente termica”. Conversione ciclica completa

Conversione ciclica completa SETA TA SEM SIST QA L SI

Necessità di un SET a bassa temperatura QA SI SIST L SEM QA SETB TB

I principio della termodinamica II principio della termodinamica

Massimo lavoro ottenibile

Caso reale

Rendimento termodinamico Parametro adimensionale che valuta il grado di conversione che un sistema è in grado di realizzare.

Rendimento termodinamico Limiti inferiori e superiori Limite superiore Limite inferiore

Considerando un ciclo costituito da N trasformazioni si ha: Caso generale Considerando un ciclo costituito da N trasformazioni si ha: S = numero di trasformazioni di somministrazione di calore C = numero di trasformazioni di cessione di calore A = numero di trasformazioni adiabatiche

Macchina di Carnot Si definisce Macchina di Carnot (M.C.) quella macchina (sistema ciclico di conversione) per il quale è P =0, ovvero siano nulle tutte le irreversibilità interne ed esterne.

Macchina di Carnot La M.C. riceverà energia termica dal SET a temperatura maggiore TA, secondo una trsformazione internamente reversibile tale da rendere nulle tutte le irreversibilità esterne, ossia secondo una trasf. Isoterma internamente reversibile a temperatura TA-dT. La M.C. cederà energia termica al SET a temperatura inferiore TB, secondo una trsformazione internamente reversibile tale da rendere nulle tutte le irreversibilità esterne, ossia secondo una trasf. Isoterma internamente reversibile a temperatura TB+dT.

Macchina di Carnot Le due trasformazioni che chiudono il ciclo, necessariamente adiabatiche (si hanno due soli SET e deve essere P =0), devono essere reversibili per definizione.

Rendimento della Macchina di Carnot Il rendimento della M.C. è FUNZIONE DELLE SOLE TEMPERATURE TERMODINAMICHE dei SET e NON DIPENDE né dal fluido evolvente, né dalla posizione delle due adiabatiche internamente reversibili.

La Macchina di Carnot nei piani termodinamici isoterma internamente reversibile s T v p 2 2 3 TA 3 adiabatica internamentereversibile adiabatica internamentereversibile dT 1 TB 4 1 4 isoterma internamente reversibile

Teorema di Carnot Il rendimento di una qualsiasi macchina ciclica che operi tra due SET a temperature assegnate è inferiore al rendimento di una M.C. che operi tra le stesse sorgenti La M.C. costituisce uno standard assoluto di confronto per la caratterizzazione dell’efficienza di conversione.

Ciclo di Carnot s T 1 2 3 4 TA TB DT

Ciclo di Carnot

Nel Ciclo di Carnot si hanno solo irreversibilità di tipo esterno

Aggiunta di irreversibilità interne nelle trasformazioni adiabatiche 1 2 3 4 TA TB

Aggiunta di irreversibilità interne nelle trasformazioni adiabatiche

Le irreversibilità sono sia interne che esterne

Ciclo arbitrario internamente reversibile 1 2 TA TB a b 3 4

Ciclo arbitrario internamente reversibile

Ciclo arbitrario irreversibile Il rendimento decresce ulteriormente

Rendimento di II legge Il rendimento h di una macchina termica fornisce solo l’idea dell’efficienza di conversione, mentre è importante capire anche di quanto si è lontani dall’idealità.

Lavoro perso Ricordando che: Si avrà