giovedì 14 agosto 2008

creare il freddo (e due)

L'argomento l'ho già affrontato tempo fa ma ritengo sia il caso sia di parlarne meglio che più approfonditamente.
Intanto servono alcuni semplici e facili concetti per capire come si sfrutta un fenomeno normalissimo in natura ma che si vede poco.
Prendiamo una pompa di bicicletta;chi non si è mai accorto che usandola la pompa si scaldava?
Si potrebbe pensare che il motivo sia semplicemente dovuto all'attrito degli organi in movimento ,nella realtà c'è un altro fenomeno: un gas ,in questo caso l'aria, se compressa si scalda.Questo perché le molecole e atomi presenti nel gas vengono avvicinati a forza e questo provoca una interazione tra loro che si traduce in un aumento della temperatura con emissione di energia termica(la temperatura è una misura dell'energia). Adesso che l'abbiamo compresso cosa accade se lo facciamo espandere? Semplicemente il processo opposto ,il gas sarà più libero e tenderà ad espandersi e quindi riacquisterà energia portandosi ad una temperatura più bassa ,quindi si raffredderà o meglio si riporterà alla temperatura iniziale. Allora abbiamo visto una gran cosa: un gas se compresso aumenta la sua temperatura ,se fatto espandere si raffredda.
Come possiamo sfruttare questo fenomeno? Beh ,se invece di un gas prendiamo un vapore che per farla breve altri non è che un gas che se sottoposto a compressione diviene liquido e usiamo un compressore con un paio di scambiatori di calore (radiatori) otteniamo un macchinario di uso comune di cui non possiamo fare meno.

Ci troviamo a temperatura ambiente
Il sistema può scambiare calore con l'esterno tramite il radiatore e l'espansore (chiamiamolo così anche se non ricordo se è il suo nome preciso).
Il vapore si trova nell'espansore alla stessa temperatura ambiente , il compressore lo comprime facendogli aumentare la temperatura (lo rende liquido) e portandolo nel nuovo "recipiente " che è lo scambiatore di calore.Per la termodinamica due corpi a differenti temperature si portano a una temperatura uguale intermedia tra le due iniziali quindi il liquido che si è formato dopo la compressione del vapore cederà calore (quindi energia) all'esterno tramite lo scambiatore di calore. La valvola serve a separare scambiatore ed espansore che sono a differente pressione e il liquido a causa dello sbalzo di pressione nel passare in quest'ultimo vano si espanderà tornando vapore e portandosi a temperatura più bassa ,quindi tenderà ad assorbire calore, ma una parte di questo è andata persa all'esterno ,ricordate? Allora che succede? Il vapore assorbirà dalle pareti dell'espansore il calore che gli serve e quindi dall'ambiente esterno sempre per il principio termodinamico di prima (secondo principio) fino a portarsi ad una temperatura intermedia. Insomma che ci faccio co' sto coso?
Beh ,se l'espansore lo metto dentro una scatola chiusa e isolata termicamente dall'esterno ,mentre lo scambiatore di calore lo metto all'esterno di tale scatola per smaltire il calore in eccesso potrei fare un macchinario e brevettarlo come frigorifero. Oppure schiaffare l'espansore nella mia stanza e lo scambiatore fuori e dargli il nome di condizionatore. e così via.
Insomma dalla descrizione ,spero non troppo noiosa ,si è vista una cosa interessante: il freddo non si crea ,quello che in realtà si fa è spostare il calore o meglio ,energia degradata di seconda specie ,da un ambiente all'altro quindi l'unica energia spesa nel processo è quella del compressore.

1 commento:

Guinness ha detto...

Molto bene, Arizzi.
Adesso lo metta in pratica!
:P :P