L’allegra discarica di via Capelli

Gas perfetto è composto da due isoterme (1-2) e (3-4) a temperature rispettivamente T₁ > T₂ e due adiabatiche (2-3) e (4-1):

• Espansione isoterma (1-2): il gas preleva la quantità di calore Q₁ dalla sorgente più calda T₁ e questo provoca l’aumento di volume del gas e la diminuzione della pressione. La tendenza della temperatura del gas ad abbassarsi viene contrastata, limitatamente alla prima parte della corsa, dall’effetto del riscaldatore (sorgente termica). Ne risulta che essa rimane costante.

• Espansione adiabatica (2-3): quando il gas finisce di prelevare energia termica, esso viene mantenuto in modo che non scambi energia con l’esterno tramite un’adiabatica, pur continuando ad espandersi: ne consegue un abbassamento della temperatura.

• Compressione isoterma (3-4): il gas viene messo a contatto con la sorgente a temperatura T₂ < T₁ cedendo una quantità di calore Q₂: questo provoca una compressione.

• Compressione adiabatica (4-1): quando il gas finisce di cedere calore al refrigeratore continua a comprimersi, ma viene mantenuto in modo che non scambi energia con l’esterno.

Il risultato di questo ciclo è dimostrare che, avendo a disposizione una macchina di Carnot ideale, un fluido perfetto e due sorgenti a differenti temperature, è possibile ottenere lavoro riportando il sistema nelle condizioni iniziali.