Una breve presentazione da me usata per riassumere cenni di Termodinamica all'Università della Terza Età di Paderno Dugnano

1. TRASFORMAZIONI
DEL CALORE

2. Calore e temperatura
 Il calore di un corpo è l’energia cinetica, di
movimento, delle sue molecole o dei suoi atomi.
 La temperatura la proprietà che regola il trasferimento
di energia termica o calore, da un sistema ad un altro.
Quando due sistemi sono alla stessa temperatura, si
dice che si trovano in equilibrio termico e non avviene
nessun trasferimento di calore. Quando esiste una
differenza di temperatura, il calore tenderà a muoversi
dal sistema a temperatura più alta verso il sistema a
temperatura più bassa, fino al raggiungimento
dell'equilibrio termico.

3. Trasferimento del calore
Il calore si propaga per:
 Conduzione
 Convezione tipica dei fluidi (esempi: termosifoni,
venti, pentola sul fuoco, …)
 Irraggiamento: ogni corpo emette energia (sotto forma
di onde elettromagnetiche) in base alla temperatura
(assoluta), alla quale si trova.

4. Misurare la temperatura
 Dilatazione dei corpi (liquidi o solidi)
 Termocoppie
 Termometro a solido
 Termistore
 Termocoppia
 Pirometro
 Termometro a resistenza
 Termometri a semiconduttore
…

5. LEGGI DEI GAS (PERFETTI)
1
Vt V0 1 t a pressione costante
273 ,15 C
1
pt p0 1 t a volume costante
273 ,15 C
p V costante a temperatura costante
Dalle prime due leggi si deduce il concetto di temperatura
assoluta e di zero assoluto: quella temperatura alla quale il
volume e la pressione del gas perfetto diventano zero.

6. Primo principio della
Termodinamica
 È possibile la trasformazione del lavoro meccanico in
calore e viceversa
 Essi sono due forme di energia, quindi il loro rapporto
è costante
 1 caloria equivale a 4.1855 Joule
 1 Joule equivale a 0,2389 calorie
 Joule e calorie non sono altro che due unità di
misura diverse per la stessa grandezza fisica:
 l’ ENERGIA

7. Mulinello di Joule
Dimostra
l’equivalenza tra
energia meccanica
e calore.
Dimostra cioè che
è possibile
trasformare
completamente
l’energia
meccanica
(gravitazionale,
cinetica) in calore.

8. SECONDO PRINCIPIO DELLA
TERMODINAMICA
 Nella formulazione di Clausius, si afferma che è impossibile
realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia
quello di trasferire calore da un corpo più freddo a uno più
caldo.
 Nella formulazione di Kelvin-Planck, si afferma che è
impossibile realizzare una trasformazione il cui unico
risultato preveda che tutto il calore assorbito da una
sorgente omogenea sia interamente trasformato in lavoro.
 Quindi: non è possibile - nemmeno in linea di principio -
realizzare una macchina termica il cui rendimento sia pari
al 100%.

9. PIANO PRESSIONE – VOLUME
p
V

10. Macchine cicliche
 Sono quelle macchine che dopo una serie di
trasformazioni ritornano alle condizioni iniziali.
 In pratica tutti i tipi di motori utilizzati si possono
definire macchine cicliche
 Motori a vapore alternativi e a turbina
 Motori a scoppio (Ciclo Otto)
 Motori (a ciclo) Diesel
 Motori elettrici
…

11. Macchina di Newcomen (1)

12. Macchina di Newcomen (2)

13. Schema di motore a vapore
alternativo
Motore a
vapore
Questo motore è importante perché trasforma il
moto alternativo del pistone in moto rotatorio,
mediante il sistema biella-manovella. Locomotiva

14. Distribuzione sistema
Walshaerts/Heusinger (mobile)

15. Distribuzione sistema
Walshaerts/Heusinger (statico)
 1 Manovella eccentrica 9 Testa a croce
 2 Biella della manovella eccentrica 10 Guida dello stantuffo del pistone di
 3 Asta di comando dell'inversione di distribuzione
marcia 11 Asta (o biella o bielletta) di precessione
 4 Bielletta di sollevamento 12 Bielletta di collegamento della biella di
 5 Braccio di sollevamento precessione
 6 Braccio e albero dell'inversione 13 Stantuffo del pistone di distribuzione
 7 Braccio (dell'espansione) 14 Pistone di distribuzione
 8 Bielladel corsoio

16. Turbina a vapore