Una macchina di Carnot produce lavoro meccanico. Ha un rendimento del $22 \%$ e in un minuto esegue 120 volte il ciclo. Durante l'espansione isoterma assorbe $300 kJ$ di calore.
Calcola il lavoro compiuto e il calore ceduto durante ogni ciclo.
Determina la potenza meccanica sviluppata.
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Livello 0
@ruimar da che libro lo hai preso questo esercizio?
Rendimento eta = (Qass - Q ced) / Q ass = L / Q ass
eta = 22 %;
Lavoro L = Q ass - Q ced;
Eta di Carnot = L / Q ass = 22/100;
Q ass = 300 000 J = 3 * 10^5 J; nella prima isoterma di espansione;
nelle adiabatiche non c'è scambio di calore;
Q ceduto si ha nella seconda isoterma di compressione.
L / (3 * 10^5) = 0,22;
L = 3 * 10^5 * 0,22 = 66000 J =6,6 * 10^4 J; (lavoro in un ciclo);
Q ced = Q ass - L;
Q ceduto = 3 * 10^5 - 6,6 * 10^4 = 234 000 = 2,34 * 10^5 J calore ceduto.
Esegue 120 cicli / minuto = 120 / 60 s = 2 cicli/s
Potenza = Lavoro / Tempo ; (lavoro in un secondo di tempo).
Lavoro svolto in un secondo = 6,6 * 10^4 * (2 cicli /s) = 13,2 * 10^4 J/s; (Watt)
P = 1,32 * 10^5 W.
Ciao @ruimar
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Genius II
energia assorbita al ciclo = Ea = 300 kJ
Lavoro al ciclo = L = Ea*ɳ = 300*0,22 = 66,0 kJ (6,6*10^4 J in notazione esponenziale)
calore ceduto Ec = Ea-L = 300-66 = 234 kJ (2,3*10^5 J in notazione esponenziale)
potenza P = L*120/60 = 132 kw (1,3*10^5 watt in notazione esponenziale)
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Genius III
Il rendimento della macchina è:
R= L/Q_ass = 1 - |Q_ced|/Q_ass
Conoscendo R e Q_ass, determino L e quindi Q_ced.
La potenza è:
P= L*n_cicli /dt = R*Q_ass * n_cicli /dt = 0,22*300*10^3* (120/60) = 132*10^3 watt
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Genius II
