Lezione n.4 (Modulo di Fisica Tecnica) Termodinamica degli stati: Piani termodinamici – piano di Mollier Esercizi Modulo di Fisica Tecnica Lezione 4 – Termodinamica degli stati Esercizi Il piano h-s (Mollier) Modulo di Fisica Tecnica Lezione 4 – Termodinamica degli stati Esercizi Esercizio 1 Determinare lo stato termodinamico e calcolare la proprietà termodinamica richiesta. 1)T=150 °C h=639 kJ/kg p=? 2)p=40 bar s=6.600 kJ/kgK T=? 3)T=300°C u=2780 kJ/kg s=? 4)T=100 °C h=1648 kJ/kg v=? 5)p=3.5 bar s=5.94 kJ/kgK h=? Modulo di Fisica Tecnica Lezione 4 – Termodinamica degli stati Esercizi Esercizio 2 Dell’acqua si trova inizialmente in condizioni di saturazione alla temperatura di 100°C. A seguito di somministrazione di energia termica, la temperatura subisce un incremento di 25°C. Ipotizzando che la trasformazione seguita sia isobara, individuare lo stato finale e calcolare entalpia specifica, entropia specifia e volume specifico a fine trasformazione. Modulo di Fisica Tecnica Lezione 4 – Termodinamica degli stati Esercizi Esercizio 3 Dell’acqua inizialmente a p=1.0bar e h=2150kJ/kg, segue una trasformazione isoterma registrando un valore finale di pressione 10 volte inferiore rispetto al valore iniziale. Tracciare la trasformazione sui piani h-s, T-s, p-v. Calcolare inoltre entalpia ed entropia specifiche nello stato finale. Modulo di Fisica Tecnica Lezione 4 – Termodinamica degli stati Esercizi Esercizio 4 Dell’acqua inizialmente in condizioni di temperatura e pressione critiche vuole essere portata alla pressione di 100bar seguendo una trasformazione isoentalpica. Rappresentare la trasformazione sui piani h-s e p-h. Calcolare, inoltre, i valori della temperatura e dell’entropia specifica finali. Modulo di Fisica Tecnica Lezione 4 – Termodinamica degli stati Esercizi Esercizio 5 Dell’acqua inizialmente a p=120bar ed h=2687.2kJ/kg vuole essere portata isoentropicamente alla pressione di 10bar. Tracciare la trasformazione sui piani h-s, T-s, p-h e calcolare le proprietà termodinamiche nello stato finale. Modulo di Fisica Tecnica Lezione 4 – Termodinamica degli stati Esercizi Esercizio 6 Dell’acqua inizialmente a t=155°C ed x=0.6 raggiunge la condizione di vapore saturo secco seguendo una trasformazione isocora. Rappresentare la trasforamzione sui piani h-s, T-s e p-v. Calcolare inoltre pressione e temperatura finali. Modulo di Fisica Tecnica Lezione 4 – Termodinamica degli stati Esercizi Esercizio 6 (riepilogo) Un sistema pistone cilindro contiene 0,67kg di vapore d’acqua saturo alla pressione di 1,2bar. In seguito ad interazione termica con l’ambiente, l’acqua si porta in condizioni di liquido saturo. Considerando nulli gli attriti tra pistone e cilindro, calcolare pressione finale, temperatura finale, lavoro e calore scambiato lungo la trasformazione. Potendo schematizzare l’ambiente come un SET a 80°C, calcolare la produzione entropica totale. Modulo di Fisica Tecnica Lezione 4 – Termodinamica degli stati Esercizi Esercizio 7 (riepilogo) Un contenitore a pareti rigide, fisse ed adiabatiche contiene 0.15kg di acqua alla pressione 3.00bar e con titolo pari a 0.77. Per mezzo di un agitatore viene completata la vaporizzazione dell’acqua. Si calcoli: la pressione e la temperatura dello stato finale; l’energia meccanica fornita; la variazione e la generazione di entropia. Modulo di Fisica Tecnica Lezione 4 – Termodinamica degli stati Esercizi Esercizio 8 (riepilogo) Determinare lo stato termodinamico e calcolare la proprietà termodinamica richiesta. p = 32bar u = 1600kJ/kg h = ? s =? t = 110°C s = 7.750kJ/kgK p =? h = ? t = 80° h = 334.72kJ/kg p=? s=? t = 185°C p = 10bar h =? s = ? t = 63°C h = 500 kJ/kg p=? s=? t = 125°C s = 1,575kJ/kgK p=? u=?