Rendimento (termodinamica)

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In una conversione di energia il rendimento termodinamico o efficienza termodinamica è il rapporto tra il lavoro meccanico compiuto e l'energia fornita al sistema (, energia assorbita da parte del sistema dall'ambiente esterno verso l'interno del sistema):

Il rendimento è espresso come valore compreso tra zero e uno o sotto forma di percentuale.

Esempi[modifica | modifica wikitesto]

  • In un ciclo termodinamico il rendimento è definito da:
nel caso di cicli reversibili, che operino fra due sole sorgenti di calore:
dove:
  • L è il lavoro meccanico compiuto nel ciclo;
  • Qced è il calore ceduto dal sistema;
  • Qass è il calore assorbito dal sistema;
  • Ti è la temperatura assoluta del termostato più caldo;
  • Tf è la temperatura assoluta del termostato più freddo.
Qass e Qced sono presi sempre in modulo (altrimenti il rendimento non sarebbe sempre positivo).
  • Il rendimento termico di una caldaia è definito come:

dove Pu è la potenza utile ottenuta, è la portata di combustibile e Hi è il potere calorifico inferiore.

  • Le pompe reali non sono in grado di trasferire al fluido tutta l'energia che ricevono. Infatti a causa di attriti, dissipazioni e turbolenze, la potenza assorbita sarà maggiore di quella effettivamente acquistata dal fluido. Il rapporto tra potenza utile (Nu) e la potenza assorbita (Nass) definisce il rendimento η della pompa.
  • ll valore del rendimento di un ciclo è massimo per il ciclo di Carnot, epari a (T1-T2)/T1.

Massimo teorico[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Ciclo di Carnot.

Per la macchina termica, Carnot ha scoperto che il rendimento della macchina di Carnot è funzione delle temperature assolute delle sorgenti tra cui essa lavora:


dove T1 > T2.

Il secondo principio della termodinamica sancisce l'impossibilità teorica di realizzare un sistema con rendimento maggiore al rendimento di Carnot che, laddove T2 assumesse il valore di 0 K(= -273 °C) sarebbe uguale a 1.

Altri tipi di rendimento[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Rendimento isoentropico.

Il rendimento isoentropico in un compressore centrifugo per fluidi comprimibili vale:

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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