Esercizi di fisica con soluzioni/Il II principio della termodinamica: differenze tra le versioni
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===20. Pompa di calore===
Una pompa di calore è utilizzata per scaldare dell'acqua da <math>T_1\ </math> (temperatura ambiente) a <math>T_2\ </math>.
La potenza meccanica utilizzata è <math>P\ </math> e vengono prodotti <math>l_o\ </math> litri di acqua calda la minuto.
Determinare a) il coefficiente di prestazione cioè il rapporto tra il calore fornito alla sorgente più calda e il lavoro impiegato;
b) la potenza assorbita da temperatura ambiente.
c) quanti litri al minuto di acqua calda si potrebbero fare con la stessa potenza motrice se fosse una pompa di calore ideale .
(Dati del problema <math>T_1=20\ ^oC\ </math>, <math>T_2=60\ ^oC\ </math>, <math>P=1200\ W\ </math>, <math>l_o=1.2\ </math> litri)
Per calcolare il calore specifico si può usare l'equivalente meccanico della caloria, immaginando che sia costante il calore specifico dell'acqua.
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== Soluzioni ==
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:<math>DS=DS_1+DS_2=8.9\ J/K\ </math>
===20. Pompa di calore===
<span class="noprint">[[#20. Pompa di calore|→ Vai alla traccia]]</span>
a)
L'equivalente meccanico della caloria è:
:<math>c_a=4174\ J/Cal\ </math>
Quindi la potenza termica da fornire all'acqua per portarla da <math>T_1\ </math> a <math>T_2\ </math> è:
:<math>P_2=c_al_o(T_2-T_1)/60=3348\ W\ </math>
Quindi il COP è:
:<math>COP=\frac {P_2}P=2.79\ </math>
b)
La potenza assorbita da temperatura ambiente è per il I principio della termodinamica:
:<math>P_1=P-P_2=-2148\ W\ </math>
c)
Se fosse una macchina ideale il suo coefficiente di prestazione sarebbe:
:<math>COP_i=\frac {T_2}{T_2-T_1}=8.3\ </math>
e quindi il numero di litri di acqua calda prodotta al minuto sarebbe
:<math>l_i=l_o\frac {COP_1}{COP}=3.6\ litri/minuto\ </math>
[[Categoria:Esercizi di fisica con soluzioni|Il II principio della termodinamica]]
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