Macchina termica/frigorifera
Salve a tutti,
ho un recipiente adiabatico; attraverso un dispositivo si raffredda il gas all'interno, e successivamente si riscalda, con lo stesso dispositivo. Entrambe le trasformazioni sono isocore; questo significa che il lavoro è nullo. Come faccio a capire se il dispositivo è una macchina termica o frigorifera? Mi confonde il fatto che il lavoro sia 0! O forse 0 è il lavoro fatto dal gas, mentre il lavoro fatto dal dispositivo non lo è ed è calcolandolo che capisco se è una macchina termica o frigorifera?
Grazie in anticipo!
Valentina
ho un recipiente adiabatico; attraverso un dispositivo si raffredda il gas all'interno, e successivamente si riscalda, con lo stesso dispositivo. Entrambe le trasformazioni sono isocore; questo significa che il lavoro è nullo. Come faccio a capire se il dispositivo è una macchina termica o frigorifera? Mi confonde il fatto che il lavoro sia 0! O forse 0 è il lavoro fatto dal gas, mentre il lavoro fatto dal dispositivo non lo è ed è calcolandolo che capisco se è una macchina termica o frigorifera?
Grazie in anticipo!
Valentina
Risposte
Non ho capito nulla da quello che hai scritto. Potresti mettere il testo completo?
Un gas monoatomico si trova in un recipiente che ha le pareti adiabatiche in delle condizioni di $V_A$, $T_A$ , $P_A$ definite (stato termodinamico A). Il recipiente è chiuso con un pistone isolante mobile che scorre senza attrito; all'interno del recipiente c'è un dispositivo in grado di fornire o sottrarre calore in maniera reversibile al gas. Si compie una prima trasformazione allo stato termodinamico B comprimendo il gas in maniera reversibile, portandolo al volume $V_B$ , mentre il dispositivo è spento. Poi si compie una seconda trasformazione con il pistone fisso, azionando il dispositivo, allo stato C , raffreddando il gas fino a portarlo alla temperatura $T_C=T_A$ . Si compie una terza trasformazione termodinamica allo stato D a dispositivo spento, durante cui si rilascia il pistone reversibilmente fino a riportare il gas al volume $V_D=V_A$ . Si compie infine una quarta trasformazione , dove si mantiene di nuovo il pistone fisso e si aziona nuovamente il dispositivo, che riscalda il gas fino a riportarlo alla temperatura $T_A$.
Mi viene richiesto (oltre a altre cose, ma le ho già risolte) di determinare se il dispositivo in questione è una macchina termica o una macchina frigorifera. Il mio dubbio nasce dal fatto che entrambe le trasformazioni in cui viene azionato, sono isocore, per cui il lavoro è nullo; però pensavo, è il lavoro del gas ad essere nullo, mentre quello del dispositivo non lo è? è calcolando proprio questo che riesco a capire se è una macchina termica o frigorifera?
Mi viene richiesto (oltre a altre cose, ma le ho già risolte) di determinare se il dispositivo in questione è una macchina termica o una macchina frigorifera. Il mio dubbio nasce dal fatto che entrambe le trasformazioni in cui viene azionato, sono isocore, per cui il lavoro è nullo; però pensavo, è il lavoro del gas ad essere nullo, mentre quello del dispositivo non lo è? è calcolando proprio questo che riesco a capire se è una macchina termica o frigorifera?
Adesso è più chiaro.
Lascia star il discorso delle isocore, le isocore riguardano il gas nel cilindro, il dispositivo puoi pensarlo come un macchina generica reversibile (se vuoi una combinazione di tante macchine di Carnot o frigoriferi di Carnot) che assorbe e cede calore, ora devi verificare come, cioè a quali temperature, viene assorbito e ceduto questo calore. Ricorda che una macchina di Carnot è una macchina se assorbe calore da una sorgente a temperatura $T_1$ e lo cede ad una sorgente a temperatura $T_2$, con $T_1>T_2$, se viceversa è un frigorifero.
Lascia star il discorso delle isocore, le isocore riguardano il gas nel cilindro, il dispositivo puoi pensarlo come un macchina generica reversibile (se vuoi una combinazione di tante macchine di Carnot o frigoriferi di Carnot) che assorbe e cede calore, ora devi verificare come, cioè a quali temperature, viene assorbito e ceduto questo calore. Ricorda che una macchina di Carnot è una macchina se assorbe calore da una sorgente a temperatura $T_1$ e lo cede ad una sorgente a temperatura $T_2$, con $T_1>T_2$, se viceversa è un frigorifero.
Ma una volta, cioè quando raffredda il gas, si comporta da frigorifero, mentre quando lo riscalda si comporta da macchina termica.. no? Fa entrambe le cose!
Tu stai pensando a 2 macchine separate, mentre invece é una sola macchina che assorbe e cede calore esattamente come una macchina termica motore o frigorifera.
Quindi è una macchina frigorifera perchè prima assorbe calore e poi lo cede? Se fosse stato il contrario, sarebbe stata una macchina termica?
...ma te l'ho detto per esteso 3 messaggi fa, ripeto: dipende dalle temperature a cui il calore è assorbito e ceduto.
"valentina92":
Quindi è una macchina frigorifera perchè prima assorbe calore e poi lo cede? Se fosse stato il contrario, sarebbe stata una macchina termica?
Bè, potremmo dire che anche una macchina termica prima assorbe e poi cede calore, non è questo il punto. Anche perché, siccome stiamo parlando di cicli, quale scambio avviene prima dipende solo da dove scegliamo di far iniziare il ciclo il che, credo, è abbastanza arbitrario.
"Faussone":
dipende dalle temperature a cui il calore è assorbito e ceduto
C'è però da osservare, che le due trasformazioni in cui il dispositivo è in azione non sono rami di isoterme per cui non è possibile definire una temperatura a cui avvengono gli scambi di calore.
Capito. Grazie mille!
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