Le macchine termiche, oltre a produrre lavoro meccanico, possono anche essere configurate per trasferire calore da una sorgente fredda ad una calda utilizzando lavoro. Sono dette in questo caso se sono utilizzate per raffreddare un dato ambiente (p.e. frigorifero, abitazione, ecc.) o se lo riscaldano (p.e. abitazione nel periodo invernale). L’efficienza di tali macchine si esprime in modo diverso da quanto visto sopra per quelle che producono lavoro (v. § 5.5.1), mentre lo schema concettuale (v. Fig. 5.3) corrisponde in ogni caso a quello di Fig. 5.2 con i flussi invertiti. frigoriferi pompe di calore Macchine frigorifere Fig. 5.3 Schema concettuale di una pompa di calore (PC) o anche di un refrigeratore. Il lavoro W è utili zzato per sottrarre il calore Q2 dalla sorgente di calore a T2 e per trasferire il calore |Q1| = |W| + |Q2 | alla sorgente a T1 . 5.2 SECONDO PRINCIPIO. GLI ENUNCIATI DI KELVIN-PLANCK E CLAUSIUS Molteplici sono le implicazioni del secondo principio. Tra le più importanti ci sono il poter verificare se una data trasformazione sia spontanea o meno e poter calcolare il massimo rendimento teoricamente realizzabile per una macchina termica. Molteplici sono pure gli enunciati. Consideriamo quelli di Kelvin-Planck e di Clausius, storicamente più importanti. Sono formulati come della possibilità di realizzare certe trasformazioni. Come si vedrà, i due enunciati sono equivalenti. negazione Enunciato di Kelvin-Planck Formulato nel 1851 da William Thomson (Lord Kelvin) e rielaborato successivamente (1897) da (1858-1947, Nobel per la fisica nel 1918), afferma che Max Planck “non è possibile realizzare una macchina termica che, operando in un ciclo, abbia l’unico effetto di trasformare totalmente in lavoro l’energia termica prelevata da un’unica sorgente di calore”. Dall’enunciato di Kelvin-Planck discende la necessità per una macchina termica di operare almeno tra due temperature diverse, cedendo alla sorgente fredda quella parte di calore non trasformata in lavoro, il cui rendimento quindi sarà sempre inferiore a uno. Ne deriva l’impossibilità di realizzare una macchina termica con un rendimento del 100% ( ). impossibilità del moto perpetuo di seconda specie