FISICA AMBIENTALE 1
Lezioni 7 - 8
I cicli termodinamici
I CICLI TERMODINAMICI
In una macchina termica una
sostanza compie un ciclo:
CICLO: espansione e compressione con
possibili cambiamenti di fase.
I cicli generalmente vengono
rappresentati in diagrammi pV e TS.
Dopo un ciclo completo lo stato della
sostanza ritorna alla situazione iniziale.
L’effetto netto è:
Conversione parziale di calore
in lavoro meccanico
CICLO DI CARNOT
Espansione Compressione
isoterma
Espansione adiabatica
isoterma
Compressione
adiabatica
V
S
MACCHINA DI STIRLING
2 fasi a V=COST
2 fasi a T=COST
QH
QR
QR’
S 2 S3
S1 S 4
QC
L’input di energia è solo QH perché QR’
viene rigenerata e usata come QR
Macchina di Rankine
Se il gas della macchina di Stirling è
rimpiazzato da acqua e il suo vapore
si ottiene la macchina a vapore e il
ciclo corrispondente è chiamato:
ciclo di Rankine
IL CICLO DI RANKINE
QH
ACQUA
VAPORE
LIQUIDO
+
VAPORE
LIQUIDO
QL
W = W12 + W34 = H1– H2+H3 - H4
COMBINED POWER CYCLE
qB
(1-A)qA
qA
Se qB= 0 
Se A=40% e B=35%
 =61% guadagno!
LE MACCHINE A COMBUSTIONE INTERNA
Il ciclo di Otto
Diagrammi pV e TS
QH
QC
12 : adiabatic compression
23 : isochoric heating
QH=cV(T3-T2)
34 : adiabatic expansion
41 : isochoric cooling
QC=cV(T4-T1)
V3=V2
DIESEL CYCLE
DIESEL CYCLE
…CICLO A PRESSIONE COSTANTE
QH
QC
V2
V3
V1
V
Diesel cycle
23 : isobaric heating
QH= cp(T3-T2)
Cut-off
ratio