Capitolo 5 esercizi esercizio 1 Una macchina termica è stata progettata per lavorare sottraendo 600 kJ da una sorgente calda e cedendo 330 kJ ad una sorgente fredda per ogni ciclo operativo. Qual è il lavoro prodotto in un ciclo? Qual è il rendimento? Se la macchina compie un ciclo al minuto quale sarà la potenza sviluppata? (Risposta: W = 270 kJ; η = 0,450; W˙ = 4,50 kW) esercizio 2 Le temperature delle sorgenti termiche previste per la macchina dell’esercizio precedente sono T = 750 K e T = 450 K. Verificare se tale macchina possa effettivamente funzionare. Suggerimenti È sufficiente confrontare il rendimento precedentemente calcolato con quello del ciclo di Carnot che lavora tra le stesse temperature. (Risposta: no, ηCarnot = 0,400) 1 2 esercizio 3 Le temperature tra cui lavora una macchina di Carnot sono T = 750 K e T = 450 K. Se la macchina preleva 600 kJ dalla sorgente calda quanto calore cede a quella fredda? (Risposta: 360 kJ) 1 2 esercizio 4 Una macchina termica che segua il ciclo di Carnot non è facilmente realizzabile. Un ciclo che si avvicina a quello di Carnot e che una macchina termica può più facilmente seguire è il ciclo di Stirling, costituito da due isoterme e due isocore (v. Fig. 5.34). Calcolare il rendimento di un ciclo di Stirling che lavora reversibilmente tra sorgenti che hanno la temperatura massima di 800 K e la minima di 400 K e confrontarlo con quello di un ciclo di Carnot che opera tra le stesse due temperature e discutere il risultato. Fluido: 1 mol di gas ideale monoatomico; c = 3/2 R. Temperature delle isoterme: T = 800 K, T = 400 K; R = 8,3145 J/(mol · K). Volumi: V = V = 3,3750 dm ; V = V = 8,3779 dm . Dati V 1 2 A D 3 B C 3