⚛ Laboratorio FisicaMacchine termiche e cicli · v0.20.1 beta

TERMODINAMICA · CICLI IDEALI

Macchine termiche: cicli di Carnot, Otto e Diesel

Confronta i tre cicli ideali di un gas perfetto. Esamina le quattro trasformazioni, il lavoro netto, il calore assorbito e ceduto e il rendimento. Il tempo indica soltanto la fase di animazione.

Versione 0.20 beta

Parametri fisici

mol
K
m³
K
K
m²
s

Gas ideale e capacità termiche costanti. Carnot reversibile; Otto e Diesel ideali (air-standard), senza combustione reale. Il tempo non rappresenta la durata fisica del motore.

Simulazione: cilindro e pistone

Il cilindro e il pistone usano la stessa scala metrica nelle due direzioni; i colori del gas sono simbolici. Il ciclo è una successione idealizzata di stati di equilibrio.

Volume V—
Pressione p—
Temperatura T—
Lavoro cumulato W (gas)—
Calore cumulato Q (gas)—
Variazione energia ΔU—
Variazione entropia ΔS—
Trasformazione attuale—
Residuo Q − W − ΔU—
Calore assorbito Qₐ—
Calore ceduto |Q𝒸|—
Lavoro netto del ciclo—
Rendimento η—

ΔU = Q − W · Lavoro del gas positivo · Calore ricevuto positivo

Diagramma p–V del ciclo / Clicca sui grafici per scegliere un istante. Il lavoro cumulato si riferisce al ciclo iniziato nello stato 1.

Diagramma p–V del ciclo

Pressione nel tempo

Temperatura nel tempo

Primo principio: Q, W, ΔU

Entropia del gas lungo il ciclo

Tabella dei valori

Ipotesi e limiti del modello

Gas ideale a massa costante e capacità termiche costanti. I tratti adiabatici sono reversibili, senza calore; quelli di Carnot sono reversibili. Otto e Diesel descrivono cicli air-standard, non un motore a combustione reale. Non si modellano attrito del pistone, perdite di calore, scambi con sorgenti a temperatura finita, reazioni chimiche o tempi fisici di ciclo.

TERMODINAMICA · CICLI IDEALI

Svolgimento guidato dei calcoli

I calcoli si riferiscono al ciclo selezionato e all’istante scelto; ogni sostituzione numerica include le unità SI.

by Andrea Minini