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SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
INTRODUZIONE AL SECONDO PRINCIPIO
Il primo principio dice che “L’energia si conserva”.
Ma questo NON basta per capire in che direzione avvengono i fenomeni,
se un processo è spontaneo oppure no.
Esempio della tazza di caffè caldo.
Una tazza calda lasciata in una stanza fredda
si raffredda spontaneamente.
al contrario:
il caffè freddo che si scalda da solo prendendo calore dall’ambiente
NON avviene spontaneamente.
Quindi:
Le trasformazioni hanno un verso naturale
.
Il primo principio non lo spiega.
Il secondo principio sì.
DEFINIZIONE DEL SECONDO PRINCIPIO
Il secondo principio:
stabilisce il verso delle trasformazioni;
misura la “qualità” dell’energia.
Qualità dell’energia
Non tutta l’energia è ugualmente utile.
energia elettrica → quasi tutta convertibile in lavoro;
calore a bassa temperatura → poco utile.
Ogni trasformazione reale degrada l’energia.
SERBATOI DI ENERGIA TERMICA
Un serbatoio termico è un corpo enorme capace di assorbire o cedere calore senza cambiare temperatura.
Es: oceani e laghi
Due tipi:
Sorgente: cede calore.
Pozzo: assorbe calore.
IRREVERSIBILITA' DEI PROCESSI NATURALI
Tutti i processi spontanei reali sono irreversibili,
Es: dispersione di calore e miscelazione.
Irreversibili perchè parte dell’energia utile viene degradata.
MOTORI TERMICI
Il lavoro si trasforma facilmente in calore, come il lavoro dell'elica, convertito prima in energia interna all’acqua, finisce
per essere ceduto sotto forma di calore all’ambiente circostante.
Ma il contrario NON avviene spontaneamente.
Per ottenere lavoro dal calore servono i motori termici
MACCHINE TERMIOCHE
La macchina termica è un dispositivo capace di trasformare in modo continuativo in lavoro
il calore assorbito da una sorgente.
come fa?
Sorgente calda (T2): È il serbatoio ad alta temperatura. Da qui la macchina preleva una quantità di calore chiamata Q2
Macchina termica: Prende il calore (Q2), ne trasforma una parte in Lavoro (L)
Pozzo freddo (T1): È il serbatoio a bassa temperatura. Qui viene buttato il calore avanzato, chiamato Q1.
Bilancio energetico
Q2= Calore totale entrato dalla sorgente calda.
Q1= Calore sprecato e buttato nel pozzo freddo.
L = lavoro prodotto
quindi:
NON è possibile trasformare tutto il calore in lavoro, una parte deve sempre essere scartata.
