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

Cap.6 - Le macchine termiche semplici
ENERGIA
DISPONIBILITA'
MACCHINA REVERSIBILE
T0
|Wtc|
CONSERVAZIONE
DELL'ENERGIA
|Wtf|
|Wm|
W
Tf m calore
|Wm|
= A T0
A
calore
= 1−
T
Tf
f
W
CONSERVAZIONE
DELLA DISPONIBILITA'
tf
MACCHINA IRREVERSIBILE
T0
|Wtc|
CONSERVAZIONE
DELL'ENERGIA
|Wtf|
Tf
|Wm|
W = A
+ T S
m calore 0 irr
|Wm|
A
calore
T
= 1−
T
Tf
DISTRUZIONE DI
DISPONIBILITA'
0
f
W
tf
Figura 11: Flusso di energia e disponibilità in una macchina termica frigorifera semplice con
temperatura superiore pari a quella dello stato morto (T 0 > T c ).
Gli stessi diagrammi del caso precedente sono riportati in Fig.11 per una macchina frigorifera
la cui temperatura superiore coincide con quella dello stato morto. In questo caso, il flusso di
disponibilità con la sorgente a temperatura superiore è nullo (fattore di Carnot pari a zero)
mentre il flusso di disponibilità connesso al calore scambiato con la sorgente fredda è
negativo, ovvero uscente, in quanto la temperatura della sorgente fredda è inferiore a quella
dello stato morto (quindi il fattore di Carnot è negativo). E’ del tutto evidente che il sistema,
per mantenersi in stato stazionario, deve assorbire disponibilità dall’esterno sotto forma di
potenza meccanica, ovvero si perviene alla stessa conclusione dell’enunciato di Clausius del
secondo principio della termodinamica. Tale assorbimento di disponibilità sotto forma di
potenza meccanica è esattamente pari al flusso di disponibilità uscente in caso di macchina
reversibile, maggiore in caso di macchina irreversibile: anche in questo caso, quindi, la
macchina irreversibile distrugge disponibilità.
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