Cicli inversi
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Lezione n.8 (Corso di termodinamica) Cicli Inversi Modulo di Termodinamica Lezione 7– Cicli diretti Indice enunciato di Clausius macchina frigorifera pompa di calore trasformazioni cicliche: cicli inversi macchina e ciclo di Carnot inversa Modulo di Termodinamica Lezione 7– Cicli diretti Enunciato di Clausius In un sistema isolato il calore fluisce spontaneamente dalla sorgente a temperatura superiore a quella inferiore dS q / T (disuguaglianza di Clausius) dS = q / T trasformazione reversibile dS > q / T trasformazione irreversibile Corollario: Per un sistema isolato dS = 0 trasformazione reversibile dS > 0 trasformazione irreversibile Ta q Tb Modulo di Termodinamica Lezione 7– Cicli diretti Macchina frigorifera Le macchine frigorifere sono dispositivi in grado di asportare con continuità energia termica da un sistema in modo da mantenerlo ad una temperatura più bassa di quella dell’ambiente circostante. L'efficienza di una pompa di calore è definita come il rapporto tra il calore sottratto alla sorgente fredda ed il lavoro fornito. QA L QB Modulo di Termodinamica Lezione 7– Cicli diretti Pompa di Calore Le pompe di calore sono dispositivi che assorbono calore da un corpo ad una data temperatura per trasferirlo ad altro corpo a temperatura maggiore L'efficienza di una pompa di calore è definita come il rapporto del calore ceduto alla sorgente calda al lavoro eseguito dall'esterno: Modulo di Termodinamica Lezione 7– Cicli diretti Cicli inversi Piano T-s Modulo di Termodinamica Lezione 7– Cicli diretti Ciclo di Carnot inverso La macchina di Carnot è una macchina operatrice inversa che opera ciclicamente tra le seguenti trasformazioni reversibili: 1-2: compressione adiabatica reversibile (compressione isoentropica) 2-3: compressione isoterma reversibile 3-4: espansione adiabatica reversibile (espansione isoentropica) 4-1: espansione isoterma reversibile Modulo di Termodinamica Lezione 7– Cicli diretti Ciclo di Carnot inverso per un gas ideale Modulo di Termodinamica Lezione 7– Cicli diretti Ciclo di Carnot inverso per un vapore saturo Modulo di Termodinamica Lezione 7– Cicli diretti COP di una macchina di Carnot Il COP di una macchina inversa reversibile dipende solo dalle temperature di adduzione e sottrazione COPf ,M.C. COPf ,max TF TC TF COPpdc,M.C. COPpdc,max TC TC TF Teorema di Carnot: Nessuna macchina inversa può avere un COP maggiore di una macchina inversa reversibile che opera tra le stesse temperature di adduzione e sottrazione COPf 1 Sgen TC 1 TC TF QF COPpdc 1 Sgen TF 1 TF TC QC
