. Propongo un esercizio semplice di fisica1 che mi sta creando dei dubbi riferito agli argomenti del titolo.Una macchina di Carnot opera come macchina frigorifera tra l’internodi un appartamento a temperatura T2 e l’esterno a temperatura T1 > T2. Quando opera in modo continuo assorbe una potenza P dalla rete elettrica. Ogni secondo la macchina assorbe dall’appartamento una quantità di calore paria Q2 e ne trasferisce Q1 verso l’esterno. La dispersione di calore della casa segue la legge di Fourier ∆Q/∆t = B(T1 −T2 ove (B = kA/∆x dove k, A e ∆x sono la conducibilità termica, la superficie e lo spessore del muro)
1.Supponendo che la macchina frigorifera operi in modo continuo e che la temperatura esterna e quella interna siano costanti ed uniformi, trovare la formula per la tempera turainterna T2 in funzione diT2 = f (T1, P, B).
2. La macchina è controllata da un termostato. Se la temperatura esterna è paria 30 oC e il termostato viene regolato a 20 oC, si osserva che il condizionatore rimane acceso solo per il 30% del tempo.Trovare la temperatura esterna massima T1(max) compatibile con una temperatura interna T2 = 20C.
3. D’inverno il dispositivo viene utilizzato come pompa di calore trasferendo calore dall’ambiente esterno all’interno dell’appartamento. Trovare la temperatura esterna T1 minima compatibile con una Temperatura interna costante di 20 oC
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