Una macchina termica di Carnot non reversibile lavora tra temperature di 25°C e 420°C. L'efficienza è del 52% dell'efficienza di una macchina reversibile che opera tra le due stesse temperature ed è alimentata con la stessa potenza. La macchina assorbe 400 kJ di calore ogni secondo.
Qual è il rendimento della macchina?
Quanto lavoro in meno produce in un’ora rispetto alla macchina reversibile ?
97
punti
Livello 1
T1 = 25°C + 273 = 298 K;
T2 = 420°C + 273 = 693 K
rendimento macchina ideale, reversibile di Carnot:
eta di Carnot = (T2 - T1 / T2 = (693 - 298) / 693 = 395 / 693 = 0,57 = 57%;
rendimento macchina irreversibile:
eta = 52/100 * 57/100 = 0,30 = 30%;
Q assorbito /s = 400 000 J/s = 4 * 10^5 J/s;
eta = L / (Q ass);
Lavoro in un secondo = potenza della macchina;
L/s = eta * (Q ass/s) = 0,30 * 4 * 10^5 = 120 000 J/s = 1,2 * 10^5 J/s;
Lavoro in un'ora = 3600 s:
L = 1,2 * 10^5 * 3600 s = 4,32 * 10^8 J; (macchina irreversibile);
Lavoro della macchina reversibile di Carnot in un'ora:
L = eta * Q ass * 3600 = 0,57 * 4 * 10^5 * 3600 = 8,208 * 10^8 J; (macchina reversibile);
Differenza di lavoro = 8,208 * 10^8 - 4,32 * 10^8 = 3,9 * 10^8 J;
La macchina irreversibile esegue 3,9 * 10^8 J di lavoro in meno.
Ciao @andrea_007
86901
punti
Genius II
