11 Cicli termodinamici 1

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I cicli termodinamici La macchina ciclica M può essere realizzata in due modi: 1 Sistema cilindro-pistone 2 Circuito chiuso percorso da un fluido di lavoro. Un ciclo per la produzione di potenza ruota in senso orario, la temperatura THdella sorgente calda è superiore alla massima temperatura del ciclo, quella della sorgente fredda TCè inferiore alla minima temperatura del ciclo. Nei cicli inversi (frigoriferi e pompe di calore) THe TCsono comprese nel ciclo che ruota in senso antiorario. M TH TC 1 Ciclo diretto (o di potenza) Ciclo inverso In entrambi i casi l’area compresa nel ciclo è proporzionale al lavoro netto scambiato W= QH-QC In ogni singola trasformazione che compone un ciclo viene scambiato o solo calore o solo lavoro: sappiamo costruire dispositivi che scambiano “nel miglior modo possibile” o solo calore o solo lavoro. ISOVOLUMICA si scambia calore 1 Sistema cilindro-pistone + ADIABATICA si scambia lavoro ISOBARA si scambia calore 2 Circuito chiuso + ADIABATICA si scambia lavoro Il ciclo di Carnot è un particolare ciclo teorico di riferimento che può essere realizzato con qualsiasi tipo di macchina ciclica (cilindro-pistone o circuito chiuso), utilizzando qualsiasi tipo di fluido di lavoro (gas o vapore). Esso è composto da quattro trasformazioni quasi statiche: 2 adiabatiche + 2 isoterme. Considerazioni base nello studio dei cicli 2 3 La modellazione è un potente strumento ingegneristico: rende possibile lo studio di sistemi molto complessi mettendone in evidenza gli aspetti principali. Questo viene fatto introducendo delle semplificazioni e perdendo in accuratezza. L’analisi di sistemi e di cicli complessi può essere semplificata utilizzando sistemi e/o cicli ideali. La maggior parte dei dispositivi tecnologici per la produzione di energia meccanica o…