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macchina termica

Il teorema di Carnot, un approccio entropico

Nei post precedenti è stato mostrato come la seconda legge della termodinamica possa essere espressa tramite diversi enunciati, apparentemente molto diversi, ma equivalenti tra loro.

Tra questi enunciati va incluso anche il teorema di Carnot, che è stato uno strumento necessario per sviluppare dapprima la disuguaglianza di Clausius e poi definire l’entropia.

Si può fare anche un ragionamento inverso: assumere come postulato l’esistenza di una funzione di stato chiamata entropia, caratterizzata dalle sue ben note proprietà, e quindi dimostrare il teorema di Carnot.

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La macchina reversibile e il teorema di Carnot

Nel post precedente è stata fatta una veloce panoramica sulle macchine reversibili giungendo alle seguenti conclusioni:

  • Il rendimento di una macchina termica ciclica è sempre inferiore a 1
  • Tutte le macchine termiche, cicliche e reversibili che operano fra due stesse sorgenti termiche hanno uguale rendimento.
  • Il rendimento di una macchina ciclica, termica e irreversibile è sempre inferiore a quello di una reversibile se operano tra le stesse due sorgenti termiche.

È corretto ipotizzare l’esistenza di macchine reversibili? Per di più vincolate ad operare tra sole due sorgenti termiche?

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Il segreto dell’alta efficienza (teorica) del motore Stirling

Stranamente negli attuali testi di macchine non viene lasciato spazio alla trattazione del ciclo Stirling, eppure avevo sentito dire che il motore di Stirling è l’unico motore il cui ciclo teorico è in grado di raggiungere un’efficienza pari a quella del ciclo di Carnot. Fino ad oggi non avevo prestato attenzione a questa sua caratteristica.
Mi sono fermato a riflettere: quale sarà il segreto della sua efficienza?

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