[Risolto] macchina termica 😉

Le temperature in Kelvin. T = t + 273 K;

eta Carnot:

η Carnot = (TC - TF) / TC = (873 - 473) / 873;

η Carnot = 400 / 873 = 0,458 = 45,8%; rendimento della macchina di Carnot;

a)  η macchina reale:

η = 0,75 * 0,458 = 0,34 = 34%; rendimento macchina termica.

Potenza = 1 MWatt = 10^6 J/s; Lavoro / secondo;

η = (Q ass  - Q ceduto ) / Q ass;

Lavoro:  (tu lo chiami W; io lo chiamo L per non confonderlo con i Watt).

L  = Q assorbito  - Q ceduto;

η = L /Q assorbito;

Lavoro/s = 10^6 J;

η = 10^6 / (Q ass/secondo);

 Q ass/secondo = 10^6 / η = 10^6 / 0,34 = 2,94 *10^6 J/s; calore assorbito in un secondo;

b)   Calore  ceduto in 1 secondo alla sorgente fredda:

Q ceduto/secondo = Q ass /s  - L/s = 2,94 *10^6 - 10^6 = 1,94 * 10^6 J/s;

c)  Calore assorbito in un minuto;1 minuto = 60 s;

Q ass = 2,94 * 10^6 * 60 = 1,76 * 10^8 J; ( Calore assorbito in un minuto dalla  sorgente calda).

d) variazione di entropia in 1 minuto:

Delta S = Q ass / TC = 1,76 * 10^8 / 873 = 2,02 * 10^5 J/K (in un minuto).

Ciao @riccardo_buccini

Una macchina termica lavora fra due sorgenti a temperatura Tf = 200°C e Tc = 600°C, con un rendimento ɳ che è il 75% del corrispondente rendimento ɳc di una macchina di Carnot. La macchina produce una potenza di P = 1 MW. Determinare:

a) il rendimento ɳ della macchina termica

ɳc = 100*(1-(200+273)/(600+273) = 45,82 %

ɳ = ɳc*3/4 = 34,36%

b) la quantità di calore Ec ceduta in un secondo alla sorgente fredda

Ec = 1M(1/0,3436-1) = 1,91 Mjoule 

c) la quantità di calore Ea assorbita in un minuto dalla sorgente calda

Ea = 1/0,3436*60 = 174,6 Mjoule 

d) la variazione di entropia ΔS della sola sorgente calda in un minuto.

ΔS = Ea/Tc = 1.746*10^5 /873 = 2,00*10^5 J/K