Fisica classica/Entropia: differenze tra le versioni
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Mentre se la pressione in A è eguale a quello in B si ha che:
:<math>S_B-S_A=nc_p \ln \frac {V_B}{V_A}=nc_p\ln \frac {T_B}{T_A}\ </math>
== IL ciclo di raffreddamento liquido-vapore==
[[File:Refrigeration.png|thumb|right|300px|Schema di un impianto frigorifero a compressione di vapore]]
Il raffreddamento mediante compressione di vapore è il ciclo frigorifero più usato per i frigoriferi domestici e industriali, come per i sistemi di aria condizionata.
La figura mostra un tipico esempio di un impianto che funziona con questo principio.
Il sistema usa un fluido circolante refrigerante come mezzo che assorbe e rimuove il calore dalla regione che deve essere raffreddata e butta via il calore all'esterno. Tutti i sistemi questo tipo si compongono di quattro componenti: un [[w:Compressore|compressore]] (''compressor)'', un [[w:Condensatore_(scambiatore_di_calore)| condensatore]] (''condenser''), una [[w:Valvola_di_laminazione|valvola di espansione]] (''Expansion valve'') e un evaporatore. Il fluido nella fase vapore entra nel compressore come [[w:Vapore_saturo|vapore saturo]] cioè alla pressione massima con cui è in equilibrio con la fase liquida. Viene dal compressore portato ad una pressione ed una temperatura maggiore. Il vapore compresso caldo va nel cosiddetto stato vapore [[w:Vapore_surriscaldato|vapore surriscaldato]] ed è ad una temperatura ed una pressione in cui può divenire liquido se viene raffreddato con acqua o un flusso di aria attorno ai tubi in cui circola il fluido. In questa fase il fluido circolante perde il calore e il calore disperso viene portato via dall'acqua o dall'aria.
[[File:refrigeration PV diagram.svg|thumb|left|300px|Un immaginario schema pressione volume per un ciclo refrigerante]]
Il fluido a questo punto è divenuto completamente liquido, un liquido ad elevata pressione. La valvola di espansione (chiamata in genere con il termine inglese ''trottle'') permette una rapida riduzione di pressione. Quindi parte del fluido in maniera adiabatica diventa gas provocando una autoraffreddamento di tutto il fluido: che diventa il punto più freddo del sistema.
La miscela fredda di gas e liquido va nell'evaporatore raffreddando eventualmente con un flusso d'aria la regione da raffreddare. L'aria anche s a temperatura maggiore si porta alla temperatura della miscela fredda, l'aria fredda circolando abbassa la temperatura della regione frigorifera.
Per completare il ciclo frigorifero, il vapore del refrigerante entra nel compressore chiudendo il ciclo.
[[File:RefrigerationTS.png|thumb|500px|right|Diagramma temperatura–entropia del ciclo frigorifero liquido-vapore]]
Per molti anni i più comuni fluidi refrigeranti sono stati i [[w:Freon|Freon]] dei fluorocarburi stabili, non tossici e non infiammabili. Purtroppo
i Freon più leggeri contenenti [[w:Cloro|cloro]] e [[w:Fluoro|fluoro]] quando vengono dispersi nell'aria raggiungono la [[w:Stratosfera|stratosfera]] danneggiando lo [[w:Ozonosfera|lo strato di ozono] ivi presente che protegge dalla [[w:Radiazione_ultravioletta|radiazione ultravioletta]] del sole.
Sono attualmente usati nei condizionatori per auto altri composti come il [[w:1,1,1,2-tetrafluoroetano|R-134a]] che è un freon più pesante.
Il ciclo termodinamico può essere analizzato dal punto di vista del diagramma temperatura-entropia come mostrato in figura
Nel punto 1 del diagramma, il fluido refrigerante entra nel compressore come vapore saturo. Dal punto 1 al punto due in maniera adiabatica e quindi isoentropica compresso ed esce come vapore supersaturo. Dal punto 2 al punto 3 il vapore entra nel condensatore che rimuove il calore. Tra 3 e 4
il vapore si muove all'interno del condensatore diventando un liquido saturo. Il processo di condensazione avviene essenzialmente a pressione costante. Trail punto 4 e 5 il liquidi passa nella valvola di espansione e subisce un improvvisa diminuzione di pressione: un processo rapido e adiabatico. Tra il punto 5 ed 1 la miscela fredda viene totalmente vaporizzata ed il suo calore latente di evaporazione raffredda la regione di interesse. Il liquido diventa totalmente vapore e in questa forma ritorna al compressore ripetendo il ciclo
Il ciclo non è perfetto a causa dell'attrito del compressore, il gas non è ideale, ma fare un ciclo con un gas è sicuramente
meno vantaggioso.
Infatti un ciclo frigorifero fatto con un gas perfetto ha in genere un coefficiente di prestazioni minori e la macchina frigorifera risulterebbe molto ingombrante. Il calore specifico per unità di volume di un gas è trascurabile moltiplicato anche per elevata differenza di temperatura è trascurabile rispetto al calore latente di evaporazione di un liquido per unità di volume. I cicli frigoriferi con i gas perfetti sono però utilizzati per liquefare i gas in impianti industriali.
==Termodinamica delle corde elastiche==
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La ragione per cui le corde elastiche non vengono usate come macchine termiche o frigorifere è che il raggiungimento dell'equilibrio
termodinamico è molto più lento di quello dei gas. Quindi non trovano applicazioni pratiche.
[[Categoria:Fisica classica|Entropia]]
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