Appunti di fisica: il Ciclo di Carnot

tramite: O2O
Difficoltà: media
14

Introduzione

A volte alcuni argomenti scientifici possono sembrare davvero difficili, ad una prima lettura, quasi incomprensibili, specialmente per chi non mastica quotidianamente le scienze o sta tentando di dare una rispolverata ai concetti studiati a scuola dopo le vacanze. Eppure anche il tema apparentemente più arduo da elaborare può diventare semplice se analizzato, step dopo step, con parole chiare ed alla portata di tutti. Il ciclo di Carnot è uno di questi argomenti, e chi desidera avvicinarsi alla fisica senza impazzire troverà in questi appunti un modo semplice e veloce per farlo!

24

Iniziamo col chiarire che cos'è il ciclo di Carnot: si tratta di un ciclo termodinamico che prende il suo nome dal fisico francese Carnot il quale l'ha elaborato a scopo solamente teorico.
Carnot credeva che i movimenti interni delle macchine a vapore sono sempre costituiti, ed anzi prodotti, da un ciclo di passaggi da una temperatura elevata ad una bassa, dal caldo al freddo. Il calore da solo non può produrre forza motrice perché non provoca il movimento se non attraverso delle trasformazioni in forma e volume dovute all'alternarsi cliclico di caldo e freddo. Nelle macchine a vapore un liquido scambia del calore con delle fonti esterne ricevendolo da quella dalla temperatura maggiore e cedendolo a quella dalla temperatura minore, producendo un movimento continuo di elementi meccanici interni alla macchina stessa.

34

Il ciclo è dato da due trasformazioni isoterme (nel senso che la temperatura resta costante) reversibili (il risultato della trasformazione può tornare indietro, al punto di partenza) e due trasformazioni adiabatiche (senza scambi di calore con l'ambiente l'esterno) anch'esse reversibili.
La prima trasformazione avviene alla temperatura T (in quanto concetto solo teorico non è necessario stabilire dei valori reali), il liquido che si trova all'interno del cilindro riceve una quantità di calore Q e si diffonde sollevando il pistone contro l'esterno.
La seconda trasformazione del ciclo produce un'ulteriore espansione del fluido consumandone, però, una parte di energia. Quindi il fluido si raffredda.
A questo punto le due trasformazioni si ripetono ancora nello stesso ordine (è per questo che si parla di ciclo!).
Dunque il lavoro meccanico prodotto dal ciclo di Carnot, così come da un ciclo termodinamico in generale, è rappresentato proprio da un bilancio di temperatura tra sorgente "calda" e sorgente "fredda". Il ciclo di Carnot è dato, teoricamente, da due trasformazioni reversibili isoterme e due trasformazioni irreversibili adiabatiche.

Continua la lettura
44

Queste sono le linee guida di base per approcciarsi in modo non troppo complesso al ciclo di Carnot, per comprenderne il funzionamento basico. Naturalmente saranno necessari ulteriori approfondimenti, più complessi, per conoscere meglio la materia, nel caso in cui lo studio dell'argomento sia finalizzato ad approfondire in modo scientifico e professionale questo tema di fisica! Buono studio!

Potrebbe interessarti anche

Segnala contenuti non appropriati

Tipo di contenuto
Devi scegliere almeno una delle opzioni
Descrivi il problema
Devi inserire una descrizione del problema
Si è verificato un errore nel sistema. Riprova più tardi.
Verifica la tua identità
Devi verificare la tua identità
chiudi
Grazie per averci aiutato a migliorare la qualità dei nostri contenuti

Guide simili

Superiori

come calcolare l'area di un terreno con la triangolazione

Esistono diversi tipi di misurazione, a livello geografico, di terreni irregolari.I più conosciuti sono la topografia, triangolazione e trilerazione. Oggi però parleremo in particolare di come si può calcolare l' area di un terreno (irregolare e non)...
Università e Master

Come prepararsi per l'esame di topografia

In questa guida, vogliamo darvi una mano concreta, ad imparare come e cosa fare per prepararsi, nella maniera più corretta ed efficace possibile, per l'esame di topografia, in modo da poterlo superare con dei voti molto alti. La prima cosa che vogliamo...
Superiori

Teorema Del Seno e Coseno: dimostrazione

I teoremi del seno e del coseno (o di Carnot) sono due teoremi generalmente utilizzati per la determinazione di tutti gli elementi relativi a triangoli generici. Il teorema dei seni sviluppa un rapporto di proporzionalità tra i seni degli angoli di un...
Superiori

I principi della termodinamica

In parallelo con lo sviluppo industriale, all'inizio del 800 nasce una nuova scienza: la termodinamica. Con la termodinamica, calore ed energia meccanica assumono il ruolo di forme diverse di una stessa entità. Il primo principio della termodinamica...
Superiori

Il piano euclideo e le sue trasformazioni geometriche

La geometria euclidea è la geometria che si basa sui cinque postulati di Euclide e in particolar modo sul postulato delle parallele che afferma che date due rette parallele e tagliate da una trasversale: la somma degli angoli è pari a 180°. Sul piano...
Superiori

Le equazioni delle trasformazioni geometriche nel piano cartesiano

Le trasformazioni geometriche rappresentano una corrispondenza che collega ad ogni punto del piano uno o più punti del piano stesso. È quindi una corrispondenza biunivoca di tutti i punti. Per comprendere le equazioni delle trasformazioni geometriche...
Superiori

Come costruire il diagramma di Mollier

Il diagramma di Mollier è un grafico a variabili termodinamiche che contiene necessariamente la funzione di stato H, l'entalpia. L'entalpia viene messa in relazione con una qualsiasi variabile termodinamica, che sia in ascissa o in ordinata. La combinazione...
Superiori

Fisica: il principio di conservazione dell'energia

In fisica, un principio fondamentale è quello di conservazione dell'energia. Secondo questo principio, in un sistema isolato (cioè dove non esistono forze esterne) l'energia totale si mantiene sempre quantitativamente uguale, anche se avvengono trasformazioni...
I presenti contributi sono stati redatti dagli autori ivi menzionati a solo scopo informativo tramite l’utilizzo della piattaforma www.o2o.it e possono essere modificati dagli stessi in qualsiasi momento. Il sito web, www.o2o.it e Arnoldo Mondadori Editore S.p.A. (già Banzai Media S.r.l. fusa per incorporazione in Arnoldo Mondadori Editore S.p.A.), non garantiscono la veridicità, correttezza e completezza di tali contributi e, pertanto, non si assumono alcuna responsabilità in merito all’utilizzo delle informazioni ivi riportate. Per maggiori informazioni leggi il “Disclaimer »”.