Cicli inversi

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