Esercizi di fisica con soluzioni/Il II principio della termodinamica: differenze tra le versioni

Contenuto cancellato Contenuto aggiunto
Nessun oggetto della modifica
Riga 233:
 
<span class="noprint">[[#19. Espansione libera_2|&rarr; Vai alla soluzione]]</span>
 
===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.
 
<span class="noprint">[[#20. Pompa di calore_2|&rarr; Vai alla soluzione]]</span>
 
== Soluzioni ==
Line 807 ⟶ 821:
:<math>DS=DS_1+DS_2=8.9\ J/K\ </math>
 
===20. Pompa di calore===
<span class="noprint">[[#20. Pompa di calore|&rarr; 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]]