Le macchine termiche di Astou Mbaye

1. LE MACCHINE
TERMICHE
E
LE
FRIGORIFERE
Astou Mbaye
3C

2. MACCHINE A COMBUSTIONE
INTERNA E MACCHINE
FRIGORIFERE
Un dispositivo fisico o teorico in
grado di scambiare calore e lavoro
con l'ambiente circostante è una
macchina termica/frigorifera.
Una macchina termica/frigorifera
può essere descritta da un ciclo
termodinamico.

3. MACCHINE TERMICHE
Una macchina termica mediante trasformazioni
termodinamiche di una data sostanza, produce lavoro
utilizzabile.
Una macchina realizza trasformazioni cicliche e quindi la
variazione di energia interna della sostanza utilizzata è ΔU = 0.
Durante un ciclo la sostanza viene posta a contatto con alcuni
recipienti con i quali può scambiare calore.
Dal punto di vista energetico in un ciclo termodinamico si
distinguono tre quantità:
1. calore fornito dalla sostanza: QH > 0
2. calore ceduto dalla sostanza QC < 0
3. lavoro prodotto W.

4. Schema di macchina termica:
Nota: Diagramma di una macchina termica: la sorgente calda a
temperatura TH cede il calore QH , la macchina termica cede il
calore QC alla sorgente fredda a temperatura TC . La macchina
termica compie lavoro W sull'ambiente esterno.

5. RENDIMENTO DI UNA MACCHINA
TERMICA
Tutti i cicli compiuti dalla macchina termica sono uguali, definiamo allora il
rendimento (η) di una macchina termica termica il rapporto:
η = W / QH
Dato che | QH | > | QC |, il rendimento η < 1 sempre
Per avere η = 1 dovrebbe essere | QC | = 0, ciò è impossibile per il 2° principio della
termodinamica.
Secondo principio della Termodinamica: (Kelvin – Planck):
Una macchina termica che lavora tra due dati recipienti non può avere come unico
effetto la conversione di tutto il QH dalla sorgente più calda in lavoro (W), ci deve
essere sempre anche uno scambio di calore (QC) con la sorgente a temperatura più
bassa, ovvero |QC| ≠ 0 .

6. MACCHINE
FRIGORIFERA
Una macchina frigorifera
assorbe calore da un
recipiente freddo |QC| e,
utilizzando del lavoro
fornito dall’esterno, cede
calore al recipiente più
caldo |QH|.

7. RENDIMENTO DI UNA MACCHINA
FRIGORIFERA
Il rendimento di un frigorifero è il coefficiente di prestazione (µ) :
µ = QC / W
Dato che |QC| = |QH|- |W|,
- µ può essere > 1,
- µ non può essere infinito, in questo caso infatti dovrebbe essere
W = 0, questo è proibito dal Secondo principio della
Termodinamica: (secondo l’enunciato di Clausius) Una macchina
frigorifera che lavora tra due dati recipienti non può avere come
unico risultato il passaggio di calore dalla sorgente più fredda a
quella più calda, è sempre necessario fornire lavoro dall’esterno.

8. Grazie per
l'attenzione