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Ciclo di Stirling

Che cos'è il ciclo di Stirling?

Il ciclo di Stirling è un ciclo termodinamico composte da due isoterme e da due isocore.

Tale ciclo gode pertanto di una proprietà analoga a quella del ciclo di Carnot, ovvero gli scambi di calore con le sorgenti avvengono lungo delle isoterme.

A differenza del ciclo di Carnot, nel ciclo di Stirling avvengono però scambi di calore anche lungo le isocore rappresentate nella figura seguente dalle fasi 2-3 e 4-1.

cico di stirling

Diagramma P-V e diagramma T-S del ciclo di Stirling.

Si nota però che il calore scambiato lungo le isocore (area sottesa da queste trasformazioni nel piano T-S del grafico di destra) è uguale in modulo e di segno opposto.

Si può quindi pensare di "travasare" in in modo reversibile il calore uscente durante la fase 2-3 in un apposito sistema ausiliario, detto rigeneratore, che fa parte del sistema, e riottenerlo poi durante la fase 4-1.

In questo caso il rendimento globale del ciclo è quello di ogni ciclo termodinamico reversibile che opera tra le temperature T1 e T2 (cioè identico a quello del ciclo di Carnot) e che pertanto vale:

η = 1 - (T2 / T1)

Impieghi del ciclo di Stirling

A differenza di quello di Carnot e nonostante la complicazione aggiuntiva dell'impiego del rigeneratore, il ciclo di Stirling ha avuto importanti applicazioni pratiche nel motore Stirling.

Tale motore realizza però un ciclo in pratica abbastanza lontano dalla idealità e quindi il suo rendimento è molto inferiore a quello teorico.

Di seguito alcuni cicli termodinamici:

ciclo di Carnot

ciclo Diesel

ciclo frigorifero

ciclo otto

ciclo Rankine

ciclo Sabathe

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esercizio su ciclo termodinamico chiuso

rendimento di un ciclo termodinamico

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