Il secondo principio

Questo è un quesito sul secondo principio della termodinamica:

Studiando il secondo principio della termodinamica, non sono riuscito a comprendere come quest’ultimo possa permettere il funzionamento delle centrali termonucleari.

Ecco la mia risposta:

Una centrale nucleare è sostanzialmente una grossa “macchina a vapore” che non brucia carbone come quella di James Watt ma preleva calore dal decadimento di un “combustibile” radioattivo come l’uranio o il plutonio. A parte questa differenza, e molte altre sul piano dei dettagli costruttivi e operativi, dal punto di vista termodinamico lo schema di funzionamento è lo stesso: il calore riscalda un fluido, la cui espansione viene usata per produrre lavoro utile; il fluido viene quindi compresso e raffreddato cedendo calore all’ambiente. Gran parte dell’energia prelevata come calore ad alta temperatura viene dispersa come calore a temperatura relativamente bassa, mentre la differenza fra i due costituisce il lavoro utile. Se si calcola il rendimento come rapporto fra lavoro utile e calore prelevato dalla caldaia si ottiene un risultato perfettamente in accordo con il secondo principio e il teorema di Carnot.

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