Quesiti Termodinamica

[Bob_inch]

Ciao! Spero mi aiutiate come sempre, del resto!



1- Dal primo principio della termodicamica si sa DeltaU= Q-W, non capisco perché nelle isotermiche Q=W. DeltaU è cv*n*DeltaT, quindi si capisce bene perché è uguale a zero. Ma Q non è uguale a c*m*DeltaT, quindi non dovrebbe venire anch'esso uguale a zero?

2- Il frigorifero se rappresentato graficamente è così:
http://pcfarina.eng.unipr.it/dispensear ... ssin11.gif
La pompa di calore ha un grafico differente? Uguale, vero?

3- Per dimostrare il teorema di carnot mi servirò della dimostrazione per assurdo negando la test Nr >= Ng. Per Nr indico il rendimento della reversibile, per Ng il rendimendo della generica.

Pongo quindi: Nr < Ng

Eseguito questo grafico: http://img446.imageshack.us/img446/6051/carnot5sw.gif

Regolo la macchina in modo che |QMr| = |QMg|

|W g+r |= |Wg| - | Wr| >0
1 - |Qmr|/ |QMr| < 1 - |Qmg|/|QMg|
|Qmr|> |Qmg|
|Q g+r| = |Q mr - Q mg| > 0
|Qmr|> |Qmg| è impossibile perchè:
è la reversibile ad assorbire calore dalla generica, quindi Qmg > Qmr?
Non so se questa mia ultima affermazione sia vera o no...

4- In realtà ci possiamo solo avvicinare alle macchine reversibili, ma mai averle, vero?




Grazieee!

[Marco831]

Allora, deltaU=cv*deltaT; dato che in una trasformazione isoterma T=cost, converrai che deltaT=0, quindi deltaU=0.
Tornando al primo principio:
deltaU=Q-W, ma deltaU=0, quindi Q=W.

In generale Q non è uguale a c*m*DeltaT.

La rappresentazione del frigorifero e della pompa di calore è la stessa; cio che cambia è lo scopo.
secondo cui il rendimento è definito.

Alle macchine reversibili in realtà non ci si avvicina nemmeno. Ci sono infinite cose che il modello di carnot non considera e che in realtà costituiscono limiti invalicabili.

[Bob_inch]

"Marco83":
In generale Q non è uguale a c*m*DeltaT.

Allora okay.

Sono avido di delucidazioni e risposte... chi altro si cimenta?

[Bob_inch]

In particolare mi servirebbe una esauriente risposta riguardo la dimostrazione del teorema di Carnot!

[infinito1]

"ExMarco88": In particolare mi servirebbe una esauriente risposta riguardo la dimostrazione del teorema di Carnot! Smile

Non sono riuscito a capire la tua dimostrazione, comunque te ne posto una (che potrebbe anche essere molto simile alla tua).

Si abbia una macchina reversibile, anzi 2, in modo che 1 possa funzionare in un verso e l’altra nell’atro.
Allora la prima prende una quantità di calore da una sorgente calda e ne trasferisce una quantià Qf ad una sorgente fredda, trasformandone in lavoro una quantità L=Qc-Qf.
Mentre la seconda fa esattamente il contrario: con un lavoro L=Qc-Qf preleva dalla sorgente fredda una quantità di calore Qf riversandone in quella calda una quantità Qc.
L’effetto complessivo di queste macchine (se lavorano contemporaneamente con la stessa potenza) e nullo.

È allora evidente che se sostituisco alla prima una macchina con un rendimento maggiore ottengo come effetto complessivo una macchina che viola il 2° principio della termodinamica.

"ExMarco88": 2- Il frigorifero se rappresentato graficamente è così:
http://pcfarina.eng.unipr.it/dispensear ... ssin11.gif
La pompa di calore ha un grafico differente? Uguale, vero?

L'immagine di cui hai dato il link secondo me è completamente sbagliata: anche il frigorifero “perfetto” non viola il 2° principio, per cui ha bisogno di energia (lavoro) per funzionare.

La pompa di calore teorica è semplicemente una macchina termodinamica reversibile, come tutte le altre (che sono teoricamente equivalenti), ma in pratica mi risulta che sono diverse dai frigoriferi (confermo che entrambe non sono affatto reversibili, non foss’altro perché invece di un dispositivo che recupera il lavoro fatto nell’evaporazione, hanno semplicemente una valvola vaporizzatrice).
La principale differenza teorica (da quello che conosco io, che non è aggiornato, almeno per i frigoriferi) è che le pompe di calore hanno (o possono avere) anche uno scambiatore di calore, che permette al vapore (il cosiddetto “gas”) di cambiare di stato (liquido/aeriforme) a due temperature differenti: una a quella in cui cede calore all’ambiente da riscaldare, e una alla temperatura in cui assorbe calore dalla sorgente fredda.
Credo che i frigoriferi, invece, abbiano un solo evaporatore.

Io mi riferisco alle pompe di calore “serie”, quelle usate per riscaldare le abitazioni con un impianto fisso (che sostituiscono le caldaie), non so delle pompe di calore mobili. Ovviamente nelle prime è molto più importante la riduzione di consumo.