Termodinamica e Termoidraulica - Ingegneria Meccanica, Nucleare ...

II Principio della termodinamicaMacchina di Carnot (Ciclo di Carnot)Consideriamo una macchina termica che usi un gas perfettocome fluido di lavoro ed immaginiamo di realizzare unatrasformazione termodinamica ciclica reversibile costituitada due isoterme e due adiabatiche.T CMQ CLAB: espansione a T costante (isoterma reversibile)∆ U = Q − L ma ∆ U = m c ∆ T=0⇒ Q=LCABvT FQ FBC: espansione adiabatica reversibile (Q=0)∆UBC= −LBCpCD: compressione isoterma reversibileQF= LCDADA: compressione adiabatica reversibile (Q=0)Q C BQ F∆UDA= −LDAT CIl lavoro complessivo è uguale all’area area racchiusadal ciclo.DCT FVII Principio della termodinamicaMacchina di Carnot (Ciclo di Carnot)L’effetto totale del ciclo di Carnot è l’assorbimento dellaquantità di calore Q C , il compimento del lavoro meccanico Le la cessione del calore Q F .L = Q −QCFQ − Q Qη= = 1−Q QC F FpDVDdV⎛V⎞DQF= LCD = ∫pdV = nRTF n TFlnp∫= R⎜⎟CVCV⎝VC⎠CCT CQ CMQ FT FL⎛V⎞BQC = LAB= nRTCln ⎜⎟⎝VA⎠CFQ ⎜FV ⎟D TFQC⎛V⎞T ln= ⎝⎠=⎛V⎞TBTCln⎜V⎟⎝A⎠CQFQC=T TFη = 1 −T T CIn realtà si potrebbe dimostrare che la suddetta forma delrendimento varrebbe per qualsiasi macchina reversibileciclica che lavori tra le due sole temperature T C e T F e nonsolo la macchina di Carnot.FCpADQ C BQ FCT CT FV22