[Risolto] Problema di fisica sulle macchine termiche

Potenza P =  55,5 W (J / s), calore assorbito in un secondo;

rendimento = 25% = 0,25;

Q assorbito in t =  1 h = 3600 s;

Q ass = P * t = 55,5 * 3600 = 1,998 * 10^5 J = 2,0 * 10^5 J;

Lavoro = (Q assorbito) * rendimento;

L = 2,0 * 10^5 * 0,25  = 50 000 J ;

L = 5,0 * 10^4 J;

Q ceduto = Q ass - L = 2,0 * 10^5 - 5,0* 10^4 = 150 000 J;

Q ceduto = 1,5 * 10^5 J

Variazione di entropia in macchina reversibile = 0 J/K;

DeltaS universo = 0 J/K per una macchina reversibile.

Per una macchina non reversibile Delta S < 0, in quanto cede più calore del necessario per il raffreddamento e far si che DeltaS del ciclo sia 0. Infatti

Per la sorgente calda a temperatura T2:

T2 = 427°C + 273 = 700 K;

DeltaS2 = + Q ass /T2 = 2,0 * 10^5 / 700 = + 286 J/K;

T1 =27°C + 273 = 300 K

Delta S1 = - Q ceduto / T1 = 1,5 * 10^5 /300 = - 500 J/k;

Delta S irreversibile = + 286 - 500 = - 214 J/K;

[Se fosse stata reversibile avremmo avuto un bilancio 0.

Delta S reversibile = + 500 - 500 = 0 J/k].

Quindi l'universo subirà una variazione di entropia > 0 perché deve assorbire più calore che la macchina non ideale non trasforma in lavoro e cede alla sorgente fredda per il raffreddamento.

Delta S universo = + 500 - 286 =  + 214 J/K.

Ciao @diego_guerini