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FISICA AMBIENTALE 1
Lezioni 7 - 8I cicli termodinamici
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I CICLI TERMODINAMICI
CICLO: espansione e compressione con
possibili cambiamenti di fase.
Conversione parziale di calore
in lavoro meccanico
Dopo un ciclo completo lo stato della
sostanza ritorna alla situazione iniziale.
In una macchina termica una sostanza compie un ciclo:
I cicli generalmente vengono rappresentati in diagrammi pV e
TS.
L’effetto netto è:
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CICLO DI CARNOT
Espansioneisoterma
Espansioneadiabatica
Compressioneadiabatica
Compressioneisoterma
V S
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MACCHINA DI STIRLING
2 fasi a V=COST
2 fasi a T=COST
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S2 S3 S1 S4
QR
QR’
QH
QC
L’input di energia è solo QH perché QR’
viene rigenerata e usata come QR
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Macchina di Rankine
Se il gas della macchina di Stirling è rimpiazzato da acqua e il suo vapore si ottiene la macchina a vapore e il
ciclo corrispondente è chiamato: ciclo di Rankine
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IL CICLO DI RANKINE
LIQUIDO+
VAPORELIQUIDO
VAPORE
ACQUAQH
QL
W = W12 + W34 = H1– H2+H3 - H4
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COMBINED POWER CYCLE
qA
(1-A)qA
qB
Se A=40% e B=35% =61% guadagno!
Se qB= 0
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LE MACCHINE A COMBUSTIONE INTERNA
Il ciclo di Otto
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Diagrammi pV e TS
12 : adiabatic compression
23 : isochoric heating QH=cV(T3-T2) 34 : adiabatic expansion
41 : isochoric cooling QC=cV(T4-T1)
V3=V2
QC
QH
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DIESEL CYCLE
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DIESEL CYCLE
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…CICLO A PRESSIONE COSTANTE
23 : isobaric heating QH=
cp(T3-T2)Cut-off
ratio
V2 V3
VV1
QC
QH
Diesel cycle