Appunti ed Esercizi di Fisica Tecnica e ... - Valentiniweb.com

Cap. 1. Nozioni introduttive di Termodinamica
t 1000 kg
G = 80000
= 80000 = 22200 kg/s
h 3600s
La sezione del condotto si ricava dall’Eq. (11)
G 22200
2
A= = = 5.4 m
ρw
1030⋅
4
e quindi il suo diametro vale
4A
D = = 2.6 m
π
Da notare che i dati sono realistici. Le opere di presa dell’acqua di raffreddamento delle
centrali termoelettriche hanno dimensioni simili.
Gli scambi energetici
Lavoro
In meccanica, il lavoro di una forza è dato da:
t2
L12 = ∫ F ⋅ w dt
t1
(1.12)
o in termini differenziali da
dL
= F ⋅ w dt=
F ⋅ds
(1.13)
e quello di una di un sistema di forze di momento M applicate ad un albero rotante con
velocità Ω da
t2
L12 = ∫ M ⋅Ω
dt
(1.14)
t1
In termodinamica, il lavoro viene convenzionalmente considerato positivo quando il sistema
fornisce lavoro all'esterno e negativo nel caso contrario. L'unità di misura SI del lavoro è il
joule (J).
La definizione di lavoro deve essere generalizzata per poter tenere conto di altre forme di
lavoro non meccanico. Si definisce pertanto lavoro generalizzato "una qualunque azione
esercitata dal sistema sull'ambiente il cui unico effetto sull'ambiente può essere ricondotto al
sollevamento di un peso".
Ad esempio, il lavoro di un generatore elettrico collegato ad un verricello soddisfa tale
condizione (si deve disporre di un motore elettrico e di un verricello di rendimento unitario,
ma questo è teoricamente possibile). La definizione può apparire astratta e cervellotica, ma
esprime in sostanza il concetto che il lavoro generalizzato è qualunque azione trasformabile
teoricamente e integralmente in lavoro meccanico
Il lavoro generalizzato è esprimibile tramite il prodotto di una forza generalizzata per uno
spostamento generalizzato. A noi interessa in particolare l'espressione del lavoro elettrico:
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