2 - Storico

2.2 - Casi particolari

2.2.1 - Termodinamica dei motori termici

2.2.1.1 - I fondamenti della termodinamica

La termodinamica si basa sui seguenti fondamenti:

- l'energia non può provenire dal nulla o essere distrutta;

- le forme di energia possono solo essere trasformate: il carburante in calore e il calore in energia meccanica;

- il calore non può mai essere totalmente trasformato in lavoro meccanico, se non a causa degli sfregamenti generati nei punti di appoggio delle parti in movimento;

- tutti i processi naturali e tecnici di trasformazione di energia sono irreversibili ed avvengono nel modo più probabile, e in questo modo il calore passa liberamente dai corpi più caldi a quelli più freddi;

- l'effetto inverso, cioè il passaggio dal freddo al caldo, si ottiene solo con un apporto di energia.

2.2.1.2 - Tipi di trasformazione

Le trasformazioni termodinamiche si differenziano a seconda delle condizioni nelle quali si verificano. In questo modo, una trasformazione:

- a pressione costante è chiamata isobara;

- a volume costante è chiamata isocora;

- a temperatura costante è chiamata isoterma;

- senza scambio di calore è chiamata adiabatica;

- senza scambio di calore e senza sfregamento è chiamata isoentropica;

- con cambiamento di stato generale è chiamata politropica.

Quando studiamo i cicli teorici dei gas perfetti, possiamo esprimere le leggi di queste trasformazioni applicando il principio della costante di L.J. Gay Lussac (1778 - 1850): PV = RT. Egli definiva la costante in questo modo: PV = R (267 + t), valore prossimo a PV = R (273,15 + t).

La legge di Gay-Lussac, unita a quella di Boyle-Mariotte permetterà di definire, qualche anno più tardi, la legge dei "gas perfetti" la cui equazione di stato si scrive PV = nRT ou PV = NkT e che sta alla base dei modelli semplici dei gas all'interno dei sistemi termodinamici.

2.2.1.3 - Principio di funzionamento

L'energia chimica contenuta nel carburante si trasforma in calore attraverso un processo di combustione che richiede ossigeno e questa energia calorica si trasforma a sua volta in lavoro, grazie a dei componenti meccanici che formano un gruppo chiamato motore termico.

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