Come scaldarsi con il ghiaccio
11.09.06
Non ci avevi mai pensato che il ghiaccio può essere un buon "combustibile"? Ebbene noi di Fuoco e Legna ci abbiamo pensato e ti facciamo vedere come si può fare a sfruttare la sua energia. Non dimenticare che per fare diventare ghiaccio dell'acqua bisogna sottrargli calore e quindi occorre fornire energia per compiere questo lavoro, come avviene in un frigorifero-congelatore. Il ghiaccio è energia allo stato solido, come la legna o il carbone.
Utilizzando un motore Stirling, ti facciamo vedere come questo sfrutta l' "energia" di un blocchetto di ghiaccio per mettersi in moto e generare forza motrice attraverso la differenza di temperatura tra l'ambiente (più caldo) e la superficie (più fredda) a contatto con il blocchetto di ghiaccio.
Il video: Motore Stirling su ghiaccio
Link: Video Motore Stirling a ghiaccio su Google
Tra ghiaccio e superficie del motore abbiamo messo un tovagliolo di carta per evitare che il motore scivolasse via dalla superficie del blocchetto di ghiaccio durante il suo movimento.
Il motore sfrutta il principio della dilatazione termica dei gas secondo il principio di Carnot e relativo aumento di pressione, all'incontrario. In parole povere, quindi, un gas caldo aumenta di pressione e il suo volume si dilata (spingendo il pistone in alto) e quando si raffredda, diminuisce di pressione e il suo volume si restringe (richiamando il pistone verso il basso).
Come spiegato in un precedente articolo al posto del ghiaccio si può usare un oggetto caldo come "combustibile". La differenza nell'usare un corpo caldo o un corpo freddo rispetto alla temperatura dell'ambiente è che il movimento del rotore in un caso è in senso orario e nell'altro caso in senso antiorario.
L'importante è mantenere una certa differenza di temperature tra le due superfici del motore affinché il motore continui a generare forza motrice. Con il movimento, a lungo andare, le due superfici tendono a raggiungere la stessa temperatura e il motore tende a rallentare fino a fermarsi. Occore quindi togliere o fornire calore ad una delle due superfici perché il motore continui a generare forza motrice.
Collegando una dinamo al rotore del motore, puoi generare corrente elettrica che puoi a sua volta utilizzare per scaldarti tramite una stufetta.
Ai poli Nord e Sud di ghiaccio ce n'è ancora fino a quando l'effetto serra non lo scioglierà completamente.
Pensi che posizionando il motore Stirling sulla superficie ghiacciata del Polo Nord questo possa funzionare e generare forza motrice? Che ne dici di importare ghiaccio dai poli invece del petrolio?
Di Staff Fuocoelegna del 11.09.06 15:00Certo che se tutte le cose che scrivete su questo sito, sono come quelle scritte qui sopra, c'è poco da fidarsi!
Che il ghiaccio sia energia come la legna od il petrolio, farebbe rizzare i capelli anche ad un professore delle scuole medie.
Certo che per fare il ghiaccio occorre energia (quella che fa funzionare il frigorifero), peccato che questa energia non finisca nel cubetto, ma nell'aria della cucina assieme all'energia sottratta all'acqua. Infatti contiene + energia l'acqua (come tutti i corpi allo stato liquido) rispetto al ghiaccio (tutti i corpi allo stato solido). Il motore stirling funziona grazie alla differenza di temperatura in questo caso tra l'aria ed il ghiaccio.
Ciao Luca, l'articolo è da intendere in senso provocatorio e divulgativo. Hai presente il primo e il secondo principio di termodinamica? Il primo principio di termodinamica definisce una quantità U detta energia interna del sistema caratterizzata dalla formula dU = dQ-dL dove dQ è la variazione di calore, dL è il lavoro compiuto e dU è la funzione di stato dell'energia interna, cioè quella parte di energia termica che è stata fornita al sistema e da questo trattenuta sotto varie forme al suo interno e non ceduta all'esterno sotto forma di lavoro.
Quando si parla di energia bisognerebbe sempre specificare di che tipo di energia si tratta:
potenziale, cinetica, chimica, nucleare, elettrica, magnetica, ecc. In termodinamica il concetto di energia è da associare con la capacità posseduta da uno o più corpi di produrre lavoro. La termodinamica studia proprio le trasformazioni del calore in lavoro meccanico e viceversa, dove il calore è una forma particolare di energia: energia calorifica o termica che porta alla definizione dell'equivalente meccanico della caloria J=4,186 joule/caloria che è una costante universale. Questo significa che per ogni quantità di calore creata o sottratta, si perde o si ottiene una ben definita quantità di lavoro.
Infatti dal Ciclo di Carnot si ha la trasformazione di calore in lavoro, utilizzando due sorgenti a temperatura diversa: T1 e T2 dove T1>T2. Nel nostro caso T1 è la temperatura ambiente e T2 la temperatura del ghiaccio.
Il Lavoro L è dato da Q1-Q2 dove Q1 è il calore assorbito dalla sorgente a temperatura T1 e Q2 è il calore ceduto dalla sorgente alla temperatura T2.
Per ulteriori informazioni:
http://fisicavolta.unipv.it/didattica/energia/passaggidistato.htm
Comunque questo e' esattamente quello che fanno in alcuni impianti di rigassificazione di concezione piu' moderna.
Liquefare il gas naturale necessario per riempire una nave e' costosissimo in termini energetici, e questo riduce l'efficienza complessiva del trasporto a lungo raggio di gas.
Quando si rigassifica, ovvero si fa espandere il gas naturale, questo assorbe una quantita' enorme di calore.
Questo freddo e' utilizzabile o direttamente (e infatti alcuni impianti di rigassificazione sono connessi a impianti di refrigerazione/conservazione o comunque all'industria del freddo).
Ma la cosa interessante e' che lo si puo' utilizzare come sorgente fredda per il condensatore di una macchina termodinamica.
Ed e' quello che faranno, ad esempio, vicino a Barcelona. Pare che costruiranno un'impianto a turbina combinato da 800 MWe a fianco all'esistente impianto di rigassificazione. Il freddo del rigassificatore viene utilizzato per incrementare il rendimento complessivo dell'impianto a ciclo combinato, in modo di farlo lavorare con un maggior dislivello di temperatura, aumentandone l'efficienza e in ultima analisi recuperando parte dell'energia spesa in fase di gassificazione.
Inviato da: indaco1 il 01.10.06 21:09Una differenza di temperatura può servire per generare energia, una differenza di dislivello può servire a generare energia. Una differenza di luce, può servire a generare energia? Pensiamoci
Inviato da: Piero il 11.11.06 21:34Infatti, ha ragione Piero, l'energia non si ricava dal ghiaccio, ma nella differenza di temperatura tra il ghiaccio e l'aria che è più calda di esso (tra l'altro al polo nord non funzionerebbe perchè suppongo che il ghiaccio abbia più o meno la stessa temperatura dell'aria).
Inviato da: 99_rosso il 21.07.07 18:13Infatti, ha ragione Piero, l'energia non si ricava dal ghiaccio, ma nella differenza di temperatura tra il ghiaccio e l'aria che è più calda di esso (tra l'altro al polo nord non funzionerebbe perchè suppongo che il ghiaccio abbia più o meno la stessa temperatura dell'aria).
Inviato da: 99_rosso il 21.07.07 18:14Perchè non impiegare il sistema stirling sfruttando la differenza tra la temperatura in entrata e quella in uscita dell'acqua di un appartamento o di un condominio?
In pratica l'acqua che viene scaricata dopo l'utilizzo ha una temperatura più elevata di quella in entrata.
Ho trovato molto interessanti gli articoli relativi al motore Stirling. Una considerazione da fare su questo motore è che su base teorica ha il maggiore rendimento teorico secondo il piano P(pressione) V(volume). Questo non me lo invento ma lo abbiamo studiato a scuola e cercavo appunto delle immagini per capire come era realmente fatto, dato che mi incuriosiva sapere come era fatto un motore che rendeva più di un ciclo otto e diesel. Il funzionamento mi pare anche molto più elementare degli altri due. Mi ha particolarmente incuriosito il funzionamento a ghiaccio dato che solitamente i motori che utilizziamo sviluppano calore che convertono in Lavoro, mentre questo usa un principio più elementare ma non meno efficace.
Complimenti per il sito!
scusate una domanda stupida, ma se dalla differenza di temperatura si può generare energia perchè non sfruttare quella fra interno ed esterno delle case? che differenza di temperatura e che dimensioni di impianto servono per generara chessò...un Kw?
Inviato da: aceofblade il 25.07.08 15:44allora con la legna si crea energia lo visto fare su auto a benzina trasformate in stufe e funzionano calcolate che gli svedesi sono i primi al mondo di creare energia pulita
dal legno bruciandolo produciamo gas che servono a far muovere anche una macchina comune a benzina
da elettricista e una cosa vergonosa che noi in italia non sfruttiamo le nostre risorse come :
il sole , e ne abbiamo a bizzeffa vedi il sud , il vento anche quì ce ne a valanga trieste sardega ecc ecc , le acque nere , diavìciamo la merda ce chi la tratta e recicla l'acqua e il resto lo usano per è produrre energia
chi vende piccoli motori stirling?
ho bisogno di far azionare una ventola nelle vicinaze di una stufa a legna, per spandere il suo calore nell'ambiente e permettere un miglior confort alle abitazioni povere dei paesi freddi, senza rete elettrica.
Qualcuno che abbia qualche altra idea a basso costo, affidabile, per produrre un po0' di lelettricità dal colore di una stufa?
Rinaldo
galavardiera@libero.it
