200 5 I fondamenti chimico-fisici dei processi: il secondo ed il terzo principio Si è così constatata l equivalenza dei due enunciati in quanto, violando l uno, si viola anche l altro e viceversa. Sorgente calda T1 Sorgente calda T1 Q1 + Q2 Q1 MT Q2 W = |Q1 | |Q2 | W = Q1 PC PC Q2 Q2 Sorgente fredda T2 a) Fig. 5.4 Q1 b) MT Q2 Sorgente fredda T2 a) La macchina MT, violando l enunciato di Kelvin-Planck, utilizza una sola sorgente da cui preleva il calore Q1 che trasforma totalmente nel lavoro W. Tale lavoro è utilizzato dalla pompa di calore PC che preleva il calore Q2 dalla sorgente fredda e cede il calore Q1 + Q2 alla calda. Si è così realizzato un sistema MT + PC che ha l unico effetto di trasferire Q2 dalla sorgente fredda alla calda, in violazione dell enunciato di Clausius. b) La pompa di calore PC ha l unico effetto di trasferire Q2 dalla sorgente fredda alla calda, in violazione dell enunciato di Clausius. Se si accoppia PC con la macchina MT che preleva il calore Q1 dalla sorgente calda e cede Q2 alla fredda, producendo il lavoro W = |Q1| |Q2|, si è realizzato un sistema PC + MT che viola l enunciato di Kelvin-Planck in quanto utilizza la sola sorgente a T1 da cui preleva il calore |Q1| |Q2| che trasforma interamente nel lavoro W. 5.3 IL CICLO DI CARNOT Il ciclo di Carnot opera tra due sorgenti di calore, una calda e una fredda, e quindi tra solo due temperature. Scambiando calore a temperatura costante solo con le due sorgenti, non può essere costituito che da due trasformazioni isotermiche collegate da due adiabatiche, tutte realizzate in modo reversibile. (v. Fig. 5.5): n espansione isoterma alla temperatura T1 con cui la macchina assorbe dalla sorgente calda il calore Q1 (A B); n espansione adiabatica dalla temperatura T1 della sorgente calda, a T2, quella della sorgente fredda (B C); n compressione isoterma alla temperatura T2 con cui la macchina cede il calore Q2 alla sorgente fredda (C D); n compressione adiabatica dalla temperatura T2 della sorgente fredda, a T1, quella della sorgente calda (D A).