Nuova Enciclopedia Italiana - Volume di Gerolamo Boccardo
diagramma
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fluida dallo stato A allo stato B, invece di servirsi della curva termica AMB della fig. 2080 ; basterà porre quella massa fluida in contatto di una sorgente di calore capace di comunicarle la temperatura necessaria per accrescere la sua pressione fino a diventare eguale a quella del punto B, senza che varii la pressione. E ciò si può facilmente ottenere ; per meglio chiarirlo, noi supporremo un cilindro verticale ABCD (fig. 2082) nel quale scorraA
B'
Fig. 2081.
uno stantuffo S ; nella camera inferiore di questo cilindro trovisi racchiuso un fluido qualsiasi, aria atmosferica, vapore d'acqua, ecc., il quale occupi tutto il volume va di quella camera, ed abbia la tensione rappresentata (fig. 2081) da v^A, e la temperatura corrispondente ; quel fluido tenderebbe aB A Fig. 2082.
dilatarsi ed a spingere all'insù lo stantuffo S, se un peso P sullo stantuffo stesso non facesse equilibrio alla pressione del fluido; pongasi allora quel cilindro in contatto di una sorgente di calore; a misura che il fluido racchiuso si riscalda, cresce la sua tensione, e converrà successivamente aumentare il peso P sullo stantuffo per farle equilibrio ed impedire che lo stantuffo non venga spinto all'insù, procurando così che cresca la pressione senzachè il fluido cangi di volume; quando il peso P' aggiunto sopra lo stantuffo giungerà col peso primitivo P a misurare la pressione corrispondente al punto A', pur continuando a riscaldare il fluido, si cesserà dall'aggiungere altri pesi sullo stantuffo, e la pressione del fluido nell'interno, non sì tosto torà di pochissimo accresciuta, vincendo l'esterna,
spingerà d'un tratto all'insù lo stantuffo ed il peso P-f P'; ne nascerà un aumento di volume del fluido riscaldato, tale da permettere a questo di ritornare alla pressione normale eguale all'esterna, e si continuerà in questa guisa il riscaldamento, finché
10 stantuffo siasi di tanto inalzato, che il voluma della camera sottostante sia divenuto uguale al volume vo ; in quell'istante il gas o vapore si troverà allo stato di volume, pressione e temperatura corrispondente al punto B, dopo essersi dapprima espanso secondo una linea a volume costante, e poi secondo una linea a piena pressione. Ognun\vede la possibilità di eseguire lo stesso passaggio operando dapprima a piena pressione e poi a volume costante; il diagramma sarebbe allora costituito dalle due rette AB', B'B della stessa figura ; finalmente ognun vede la possibilità di far passare il fluido dal punto A al punto B ancora secondo le termiche AA' e A'B e poi ritornarlo allo stato primitivo A mediante l'operazione inversa, secondo cioè le due termiche BB' e B'A; il fluido avrebbe cosi subito ciò che dicesi una evoluzione completa, trovandosi alla fine ricondotto allo stato suo iniziale (ogni evoluzione completa consta di una evoluzione diretta AA'B e d'un'altra inversa BB'A) ; si avrebbe così per diagramma una figura chiusa, la cui area ci rappresenta, siccome abbiamo altrove dimostrato,
11 lavoro esterno prodotto, l'equivalente quantità di calore sparito ; ed inoltre quella massa fluida, stata ricondotta allo stato iniziale, sarebbe suscettibile di produrre una nuova quantità di lavoro meccanico in una seconda evoluzione, quando le si accostasse nuovamente la sorgente di calore capace di farla ritornare allo stato primitivo. 11 nostro supposto cilindro è adunque una vera macchina, perchè capace di lavoro meccanico ; ed il lavoro b quello fornito, nella evoluzione diretta, sollevando il peso P+P' all'altezza richiesta perchè il fluido si dilatasse fino al volume va rappresentato dall'area VaAHivo ; diminuito del lavoro che converrà esercitare sul fluido per ricondurlo allo stato primitivo, misurato dal peso P, che si abbassa nuovamente dell'altezza alla quale era salito, e rappresentato dall'area raAB'r6. La differenza delle due aree, ossia l'area del diagramma propriamente detto AA'BB', rappresenta il lavoro raccolto, o, come dicesi, l'effetto utile ottenutosi nella evoluzione del fluido, o se vuoisi, in una pulsazione completa della macchina.
Lungo le linee termiche cerniate a volume costante, od a piena pressione, la temperatura deve necessariamente variare da punto a punto, variando uno e rimanendo costante l'altro dei due elementi che servono a determinarla ; ma si può benissimo supporre che variassero da punto a punto i due elementi, pressione e volume, e per modo che la temperatura rimanesse costante; basterà immaginare il fluido, durante quel periodo di evoluzione, sempre a contatto della stessa sorgente di calore; la linea delle pressioni vien detta in questo caso linea di egual temperatura, o più brevemente, linea isotermica. Così, se si trattasse di gas perfetti, ognun sa come la loro equazione di elasticità, nel caso che si espandano a temperatura costante, sia la stessa legge di Mariotte pv=u, essendo p e v la pressione ed il volume alla temperatura della sorgente di
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A Fig VaAHivo Mariotte
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