Nuova Enciclopedia Italiana - Volume di Gerolamo Boccardo
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pel calore e dalla grande quantità di questi fili componenti le tele stesse (140 cellule per centimetro quadrato); la massa del gas nell'attraversare un così fatto apparecchio rimane divisa in un numero grandissimo di parti piccolissime e tutte a contatto del metallo, la qual cosa fa sì che essa rimane rapidamente riscaldata o raffreddata; cioè, se il gas l'attraverserà dirigendosi verso il focolare, riceverà dal rigeneratore una quantità bastante di calore per potere operare con forza conveniente sullo stantuffo di apposito cilindro, non sì tosto avrà, sotto l'azione del focolare stesso, maggiormente accresciuta la sua temperatura; se invece il gas attraverserà il rigeneratore in senso inverso, per iscarieaisi nell'atmosfera dopo di aver lavorato sullo stantuffo, abbandonerà allora alle tele metalliche una grandissima parte del calore che ancora gli rimane, e che verrà così utilizzato in seguito da una seconda massa di gas in una seconda pulsazione della macchina; di qui trovano spiegazione le parole di 1 efrigerante, di rigeneratore od economizzatore del calore, colle quali si chiamano questi apparecchi, talvolta annessi alle macchine a gas (V. Gas [macchine a]). Quanto all'equazione delle linee isodinamiche, vale per esse la stessa equazione delle isotermiche, giacché pei gas, quando il calore speso rimane interamente convertito in lavoro esterno, la temperatura si conserva costantemente la stessa.
II. Diagramma della macchina calorica perfetta. Suo effetto utile. — Sono le linee termiche speciali su descritte, che soglionsi adoperare generalmente, e dall'incontro delle quali nasce quell'area chiusa che denominasi diagramma. Se vuoisi industrialmente produrre lavoro meccanico per mezzo di calore, conviene far seguire ad una massa gasosa una evoluzione completa o chiusa di cangiamentidi stato fisico, cioè di volume, pressione e temperatura, servendosi di due sorgenti di calore isolate l'una dall'altra; e di cui la prima, quella di temperatura più elevata, denominasi il forno, e la seconda dicesi refrigerante o condensatore ; la massa di gas, che deve seivire unicamente qual veicolo del calore, e quale mezzo di trasformazione di una parte di questo in lavoro meccanico, viene posta alternativamente a contatto colla sorgente a temperatura superiore e con quella a temperatura inferiore, tenute, come si disse, ben isolate fra loro. Nel passare dalla prima alla seconda sorgente il fluido compie la sua evoluzione diretta in più periodi di espansione corrispondenti alle varie linee termiche speciali che ne indicano il tragitto, e nel ritornare dalla seconda alla prima per altre linee termiche, compie successivamente i periodi della sua evoluzione inversa. Dalla prima sorgente il fluido riceve una quantità di calore, la quale dicesi il calore speso. Una parte di questo sparisce convertendosi in lavoro esterno, raccolto, ad esempio, su di uno stantuffo, e dicesi calore sparito od utilizzato; la restante parte viene versata nel refrigerante, ed è calore perduto. Si è ben lontani in qualsivoglia macchina calorica, dal potere utilizzare, cioè convertire in lavoro meccanico tutto quanto il calore che si produce colla combustione nel forno della macchina stessa; la più grande perdita ed inevi-
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tabile di calore si ha nel forno, ove essa sale sino al CO per 100, ma il dire entro quali limiti si possa restringere tale perdita, e di quali mezzi convenga servirsi per riuscirvi, non può essere oggetto del presente articolo ; ne parimenti ci fermeremo sulla perdita di calore che disperdesi nelle fughe del fluido, per dispersioni attraverso le pareti degli apparecchi, ecc., a partire dalla sorgente di calore fino al punto in cui si fa lavorare la massa fluida; ma prendendo a considerare unicamente quella parte di calore che devesi versare dal fluido nella più bassa delle due sorgenti calorifiche, fra le quali esso opera, solo ci limitiamo a notare come, per tutte queste cause di perdita di calore, sia, nello stato attuale dell'industria, da annoverarsi fra i motori a fuoco i più perfetti quello che è capace di utilizzare poco più del decimo del totale calore speso.
Da quel che si è detto comprendesi tosto, come un motore a fuoco sarà tanto più perfetto, quanto più si riuscirà a far grande il calore sparito, e piccolo invece quello perduto, quando si potrà far camminare il fluido fra due date sorgenti di calore nella maniera più economica, cioè tale da ricavarne la quantità di lavoro esterno la più grande possibile, e nello stesso mentre da dover esercitare sul fluido il minimo lavoro esterno possibile per ricondurlo dal refrigerante al forno; il diagramma che soddisferà a queste condizioni, sarà il migliore di tutti i diagrammi immaginabili, sarà quello che realizzerà la macchina calorica perfetta. Vediamo brevemente con quali considerazioni riuscirono i termodinamici a determinarlo.
La rappresentazione grafica dello stato di un fluido e, per conseguenza, del lavoio da esso fatto, serve a rappresentare eziandio graficamente, per la equivalenza di calore e lavoro, la quantità di calore che si richiede per far passare una massa fluida da uno stato ad un altro; suppongasi dunque che una massa gasosa passi dallo stato A (fig. 2084) ad un altro B per mezzo della linea termica qualunque ASB, il lavoro prodotto, e l'equivalente quantità di calore scomparso, è rappresentato dall'area v«ASBt>*,; qiiel fluido giunto allo stato B si faccia espandere senza somministrargli calore, ossia secondo l'adiabatica BN fino a raggiungere lo stato R ; in seguito gli si sottragga calore per modo che, rimanendo costante il suo volume vr, la pressione discenda da t>fR fino a vrR\ essendo R' un punto dell'adiabatica A M determinata dal punto A ; si comprima finalmente quel fluido secondo l'adiabatica R'A per modo da farlo ritornare allo stato primitivo A; l'area ASBRR'A rappresenterà il lavoro raccolto durante la evoluzione completa fatta subire al fluido, epperciò sarà proporzionale al calore scomparso. Se, invece di sospendere l'espansione del fluido secondo l'adiabatica BN non sì tosto aveva occupato il volume Otv, si fosse lasciato espandere maggiormente, il calore da sottrarsi per passare a volume costante dall'adiabatica BN alla AM sarebbe stato certamente minore; diffatti, se lo si lasciasse espandere finché la curva BN incontri la AM, la quantità di calore a sottrarsi diventerebbe nulla, non richiedendosi più lavoro esterno da esercitarsi sul fluido per fai lo arrivare ad uno stato in cui già si troverebbe. Ma le due curve BNVII 28
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