Rendimento. Fisica. Esercizio.

[Antonio_80]

Relativamente al periodo di osservazione, corrispondente ad un assegnato numero di cicli, un sistema riceve $120kJ$ di energia termica che converte in energia meccanica, scaricando $80 kJ$ di energia termica nell'ambiente. Si determino:
1) L'energia meccanica convertita.
2) Il rendimento del ciclo.

Domanda 2)
Conosco il rendimento dato dalla seguente formula:

$eta = 1-(|Q_u|)/(|Q_i|)$

$Q_u $ è il calore (energia) uscente.
$Q_i$ è il calore (energia) entrante.

e sulla base del primo principio della termodinamica è sempre compreso tra $0$ ed $1$.

Quindi penso che il rendimento sia dato da:

$eta = 1-(|-80kJ|)/(|120kJ|)= 0.33$

E' corretto il rendimento


Domanda 1)

Ho pensato che in questo caso, per conoscere l'energia meccanica, dobbiamo usare sempre il primo principio della termodinamica, ma adattata al nostro caso che a me sembra essere un sistema chiuso, dove si dice che in un ciclo chiuso l'energia complessivamente scambiata è uguale all'energia meccanica complessivamente scambiata.
Cioè:
$Q=W$

Nel nostro caso è:

$Q_i - Q_u = W$

$120kJ - (-80 kJ) = 200 kJ =W$ ( è Lavoro, cioè energia meccanica convertita )

Va bene anche questo punto 2)

[a.nigro1]

Ma... Secondo te se io fornisco 120 kJ in ingresso e ho come prodotto 200 kJ, il rendimento potrà mai essere minore di 1?
Ti deve essere chiara una cosa:

rendimento=effetto utile/spesa

Qual è l'effetto utile? Il lavoro in uscita
Qual è la spesa? Il calore fornito inizialmente

Poi sai anche che di quei 120 kJ, 80 se ne vanno via in perdite di calore, e la restante parte... indovina un po'?

[Antonio_80]

"a.nigro":Ma... Secondo te se io fornisco 120 kJ in ingresso e ho come prodotto 200 kJ, il rendimento potrà mai essere minore di 1?

Riflettendo mi sembra verissima la tua affermazione che non posso avere $200 kJ$, ma allora dici che ho sbagliato i segni
Forse deve essere così?

$120kJ - 80 kJ = 40 kJ =W$

Per il rendimento io so che la relazione è la seguente:



E' risaputo che il valore del rendimento va da $0$ ad $1$, viene anche scritto nell'immagine, ma da quello che mi dici tu non mi sembra che sia così!
Puoi aiutarmi a capire come può essere un rendimento superiore ad $1$
Ti pongo questa domanda perchè da quello che hai scritto sto capendo questo

Da quello che dici tu per il rendimento, mi sembra debba essere così:

$eta = (|40kJ|)/(|80kJ|)= 0.5$

Help!

[a.nigro1]

Un attimo. Siamo d'accordo che il rendimento termodinamico è compreso tra 0 ed 1. La mia osservazione era sul fatto che avevi calcolato un lavoro di 200 kJ. Siccome l'energia spesa in ingresso è 120 kJ si avrebbe:

$ eta =200/120=1,67 $

Ed ovviamente non è un valore accettabile, ma è solo per farti capire che i 200 kJ che avevi calcolato in precedenza erano errati.
Poi giustamente ti sei corretto e hai trovato il valore esatto (40 kJ).
A questo punto, perché poi al denominatore hai diviso per 80 kJ?

[Antonio_80]

Perchè $80kJ$ è l'energia spesa che va a finire nell'ambiente!
Ho sbagliato a fare in questo modo

P.S. E' bello ascoltare i tuoi consigli!

[a.nigro1]

L'energia spesa è quella che ho all'inizio e che mi permette di poter ottenere l'effetto utile, cioè il lavoro. Nel tuo post 360 avevi calcolato giusto il rendimento. Infatti a denominatore hai messo 120 kJ che è proprio l'energia spesa iniziale!

[Antonio_80]

"a.nigro":Nel tuo post 360 avevi calcolato giusto il rendimento. Infatti a denominatore hai messo 120 kJ che è proprio l'energia spesa iniziale!

Perfetto, allora vale:
$eta = 1-(|-80kJ|)/(|120kJ|)= 0.33$

Ho avuto confusione perchè avendo sbagliato il resto, sono andato nel pallone, ma adesso è tutto chiaro e ti ringrazio vivamente!