Termodinamica Classica e Consumo Energetico

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Questions and Answers

Qual è un parametro basilare nella turbina a gas a ciclo semplice?

Il numero di pale

La quantità di combustibile

La temperatura dei gas di scarico

Il rendimento (correct)

Quale di queste fonti non è un combustibile utilizzato per le turbine a gas?

Biomassa liquida

Benzina (correct)

Carbone atomizzato

Gas naturale

Qual è la temperatura tipica dei gas di scarico in una turbina a gas?

300-400 °C

600-700 °C

450-600 °C (correct)

750-800 °C

Qual è il massimo rendimento netto delle turbine a gas a ciclo semplice?

42% Signup and view all the answers

Quale è una delle fasi del ciclo termodinamico Rankine?

Condensazione Signup and view all the answers

Cosa utilizza una macchine ad assorbimento per produrre acqua refrigerata?

Cicli di affinità chimica Signup and view all the answers

Qual è un importante vantaggio del ciclo Rankine?

Permette di generare energia da liquidi Signup and view all the answers

Quale processo viene effettuato per aumentare la pressione nel ciclo Rankine?

Utilizzo di una pompa Signup and view all the answers

Quale dei seguenti è vero riguardo alle perdite di energia in un sistema energetico?

Circa un quinto dell'energia consumata viene persa. Signup and view all the answers

Cosa indica un sistema stazionario in termodinamica?

La produzione di calore è uguale alla perdita di calore. Signup and view all the answers

Quale affermazione descrive correttamente un sistema adiabatico?

Non scambia calore con l'ambiente. Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo ai sistemi chiusi?

Scambiano solo lavoro e energia. Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente le biomasse?

Provengono da una varietà di fonti, inclusi residui vegetali e animali. Signup and view all the answers

Cosa accade quando la temperatura all'interno di un sistema aumenta?

La quantità di calore disperso aumenta. Signup and view all the answers

Qual è il risultato di fornire calore a un sistema?

L'energia interna aumenta. Signup and view all the answers

Qual è la principale differenza tra i processi termochimici e biochimici nella conversione delle biomasse?

I processi termochimici implicano combustione diretta, mentre i biochimici producono vettori energetici. Signup and view all the answers

Qual è la caratteristica principale di un sistema isolato?

Non scambia energia né massa. Signup and view all the answers

Quale tipo di biomassa è più adatta per la combustione diretta?

Biomasse con rapporto C/N maggiore di 30 e contenuto di umidità minore di 30%. Signup and view all the answers

Cosa rappresenta un vincolo di sistema chiuso in un contesto termodinamico?

Scambio solo di calore e lavoro. Signup and view all the answers

Qual è il risultato principale del processo biochimico nella trasformazione delle biomasse?

Produzione di metano e anidride carbonica. Signup and view all the answers

Quali sono le categorie principali delle biomasse in base alla loro origine?

Fitomassa, zoomassa e biomassa microbica. Signup and view all the answers

Quale criterio non è considerato nella selezione di un modulo fotovoltaico?

Colore del pannello Signup and view all the answers

Qual è l'angolo di inclinazione ottimale per un pannello fotovoltaico a latitudine 35° in estate?

25° Signup and view all the answers

Qual è l'intervallo di tempo ottimale per l'accesso al sole da un impianto fotovoltaico?

9 am - 3 pm Signup and view all the answers

Cosa si intende per 'perdite per trasmissione' in un edificio riscaldato?

Calore perso verso l'esterno attraverso i muri Signup and view all the answers

Quale dei seguenti fattori influisce sulla perdita di calore per ventilazione?

Tasso di ricambio dell’aria Signup and view all the answers

Quanto vale la potenza in watt di un impianto fotovoltaico con 68 pannelli da 400 Wp ciascuno?

27200 Wp Signup and view all the answers

Qual è l'effetto dell'ombreggiamento sui moduli fotovoltaici durante l'ora solare ottimale?

Riduce l'efficienza Signup and view all the answers

Qual è la condizione necessaria per ottenere la prestazione massima da un pannello fotovoltaico?

Deve essere perpendicolare ai raggi del sole Signup and view all the answers

Qual è la percentuale del carico di progetto in riscaldamento per cui si dimensiona la centrale cogenerativa?

50% Signup and view all the answers

Qual è un requisito fondamentale per l'uso efficace delle biomasse?

Disponibilità a breve distanza di fonti di approvvigionamento Signup and view all the answers

Quale condizione è favorevole per la costruzione di un impianto di biomasse?

A poca distanza da fonti di approvvigionamento Signup and view all the answers

Qual è la temperatura del calore geotermico comunemente utilizzato nelle reti di teleriscaldamento?

80-100°C Signup and view all the answers

Quale fattore contribuisce a minori perdite termiche lungo la distribuzione?

Elevata concentrazione edilizia Signup and view all the answers

Study Notes

Introduzione

L'autore si concentra sui temi legati al consumo energetico, sottolineando le perdite di conversione dell'energia
L'Italia è fortemente dipendente da fonti energetiche estere (energia e gas)
Il testo introduce il concetto di Termodinamica Classica, che studia l'evoluzione dei sistemi termodinamici in seguito a trasferimenti di energia
Il sistema termodinamico è un'area specifica racchiusa da una superficie virtuale che si studia in relazione all'ambiente circostante
La superficie di controllo definisce l'area di analisi degli scambi energetici tra sistema e ambiente
Perdita di calore: si perde circa 2200 W ogni volta che il calore si disperde
Sistema stazionario: situazione in cui la produzione e la perdita di calore sono bilanciate
Principio di conservazione dell'energia: l'energia interna del sistema aumenta se viene fornito calore
Sistemi termodinamici:
- Sistema chiuso: scambia calore e lavoro con l'ambiente
- Sistema aperto: scambia massa, energia e lavoro con l'ambiente
- Sistema adiabatico: non scambia calore con l'ambiente
- Sistema diatermico: scambia calore con l'ambiente
- Sistema isolato: non scambia energia, calore o massa con l'ambiente
Massa e volume di controllo sono cruciali per l'analisi dei sistemi aperti, in cui il bilancio di massa deve essere sempre rispettato

Sistemi energetici

Le turbine a gas a ciclo semplice basate sul ciclo Brayton, funzionano con un compressore azionato dalla turbina a gas, che assorbe il 50% della potenza meccanica generata
I gas di scarico, a temperature tra 450°C e 600°C, vengono utilizzati per la cogenerazione di energia termica
Il rendimento netto delle turbine a gas semplici varia da 35% a 42% e aumenta con la taglia dell'impianto

Sistemi fotovoltaici

Il rendimento massimo di un pannello fotovoltaico si ottiene quando è perpendicolare ai raggi solari
L'inclinazione ottimale del pannello è pari alla latitudine del luogo + 35-40 gradi
L'orientamento ottimale è quello che garantisce una "finestra solare" senza ombreggiamento tra le 9:00 e le 15:00
Altri fattori da considerare:
- Azimuth e altitudine del sole
- Orientamento e angolazione del pannello
- Considerazioni strutturali
- Pro e contro delle diverse tecniche di montaggio

Trasmissione del calore

La trasmissione del calore avviene da un corpo più caldo a uno più freddo
Le perdite di calore in un edificio possono avvenire attraverso: muri, finestre, pavimenti e ventilazione/infiltrazioni
Il tasso di ricambio dell'aria negli impianti di ventilazione meccanica è definito in m3/h (metri cubi all'ora)
La potenza associata alla ventilazione è proporzionale alla portata di massa, al calore specifico e alla variazione di temperatura

Biomasse e cogenerazione

Le biomasse sono frazioni biodegradabili di prodotti, rifiuti e residui di origine biologica di diversa origine (animale, vegetale, industriale, urbana)
Classificazione delle biomasse:
- Fitomassa: biomassa da piante
- Zoomassa: biomassa da animali
- Biomassa microbica: biomassa da microorganismi
I processi di conversione in energia delle biomasse rientrano in due categorie principali:
- Processi termochimici (combustione diretta)
- Processi biochimici (produzione di vettori energetici per la combustione successiva)
La scelta del processo dipendere da diversi fattori, come il rapporto C/N (carbonio/azoto) e il contenuto di umidità della biomassa
Il dimensionamento delle centrali cogenerative è influenzato dalla domanda di calore e dalla dispersione delle reti
La cogenerazione è ottimale in contesti con una elevata concentrazione edilizia e una domanda di energia termica prolungata nell'anno

Fonti geotermiche

Le reti di teleriscaldamento possono essere alimentate con calore geotermico a bassa temperatura (80-100°C)

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Description

Questo quiz esplora i concetti fondamentali della termodinamica classica e il loro impatto sul consumo energetico in Italia. Si approfondiscono temi come le perdite di conversione dell'energia, i sistemi termodinamici e il principio di conservazione dell'energia. Metti alla prova la tua comprensione delle interazioni energetiche e della teoria termica!