(fisico il cui nome è subito riconducibile all'unità di misura nel "S.I." dell'energia, lavoro e calore; è noto anche per "l'effetto Joule" e per il suo esperimento sull' "espansione libera dei gas")
Il cancro(tumore maligno), causato da un improvviso cambiamento anche di una sola cellula del nostro corpo, si presenta in numerose forme e può colpire molti organi; il tempo di incubazione(periodo che precede il manifestarsi della malattia) di questa patologia può variare a seconda dei diversi casi. È infatti possibile che un cancro si sviluppi all'interno del corpo nel corso di molti anni e che il paziente che ne è afflitto non ne senta i disturbi per lungo tempo, ma esistono anche alcuni tumori che si sviluppano molto velocemente e i loro effetti possono essere fatali al malato anche in breve tempo. All'interno del nostro corpo esistono e lavorano miliardi di cellule che svolgono uno specifico ruolo di fondamentale importanza; le cellule hanno una vita limitata e quelle che vengono eliminate sono subito sostituite, attraverso la mitosi, da altre nuove che svolgeranno le stesse funzioni. L'equilibrio che deve esistere tra l'eliminazione e la creazione di nuove cellule è molto delicato ed una semplice alterazione di questo fenomeno può provocare un aumento di questi fondamentali elementi e di conseguenza un tumore. Il tumore comporta un graduale cambiamento della qualità delle cellule, che cominciano ad aggredire gli organi del corpo, fino ad arrivare ai vasi linfatici e sanguigni, provocando, con il passare del tempo, diffuse metastasi ai tessuti; bisogna però dire che solamente una piccola parte dei tumori ha caratteristiche maligne e che la maggior parte sono costituiti da raggruppamenti di cellule, che non hanno subito profondi cambiamenti, localizzati e per questo benigni.
Il processo che trasforma cellule normali in cellule "cancerose" viene detto carcinogenesi.
La velocità di crescita di un tumore è determinata da tre fattori principali:
• il tempo di raddoppiamento delle cellule tumorali;
• frazione di crescita;
• la velocità con cui le cellule sono liberate nella lesione in crescita o perdute
Negli ultimi anni sono state svolte delle ricerche, presso l'Università di Harvard e la Johns Hopkins University, per sapere come varia la velocità di propagazione dei tumori. LINK sull'argomento:Algoritmo crescita tumorale.
Uno dei migliori oncologi in Europa è l'italiano Umberto Veronesi, direttore scientifico dell'Istituto Europeo di Oncologia (IEO).
Ecco due esempi di tumore ..di tipo interno:
..di tipo esterno (sfigurante):
..tra i personaggi famosi che "ce l'hanno fatta":
La cantante puglieseEmma Marrone, tumore all'utero; Il calciatore franceseEric Abidal, tumore al fegato; L'attore scozzese Sean Connery, tumore al rene.
Quando si parla di "espansione" nel campo informatico, di solito, ci si riferisce principalmente a due cose: alle "schede d'espansione" e alle "espansioni dei giochi" per computer o console..
Schede di espansione Queste schede sono delle piastre elettroniche sulle quali sono stampati dei circuiti (piste in rame) che connettono tra loro chip, condensatori, resistenze, jumper, dip switch, connettori per cavi piatti (ribbon cable). I circuiti possono essere stampati anche sulle due facce della piastra, e all'occorrenza anche su un terzo strato interno. Le schede audio, video, RAM, acceleratrice, di rete (Ethernet, ISDN) sono esempi di schede di espansione, chiamate anche schede figlie o aggiuntive. Queste vengono inserite nei diversi slot presenti nella scheda madre (motherboard). L'unica tipologia di scheda elettronica esclusa tra le possibili tipologie è la scheda madre: una scheda d'espansione non è mai una scheda madre. Le schede d'espansione non sono comprese "di serie" nel computer, e, una volta installate su di esso, ne espandono quindi le funzionalità.
L'espansione in un motore è la fase più importante, detta anche "fase attiva"(ovvero la fase in cui avviene la trasformazione effettiva dell'energia chimica in termica e dunque cinetica). Questa, in definitiva, è la fase del ciclo termico in cui vi è un'espansione del gas contenuto nel gruppo termico (cilindro-pistone-testata); avviene dopo l'accensione e la combustione della miscela, la quale causa il conseguente innalzamento della pressione e temperatura all'interno del/i cilindro/i. E' proprio la sua alternanza in relazione ai giri dell'albero motore la principale differenza tra ilmotore a 2 tempie quello a 4 tempi. Infatti, mentre nel quattro tempi si ha una fase attiva per ogni due giri dell'albero, nel due tempi si ha una fase attiva ogni giro completo dell'albero; quindi, il motore 4 tempi ha una resa di potenza quasi dimezzata..
-Funzionamento di un motore moderno a 2 tempi (a correnti tangenziali), che sfrutta le risonanze del tubo di scarico ad espansione-
Adottando i giusti accorgimenti nel dimensionamento dei condotti è possibile centrare la giusta risonanza in grado di garantire un arco di giri motore più ampio, migliorare la potenza del motore, ridurre la fuoriuscita dallo scarico di carica fresca e ottimizzare anche il rendimento della macchina.
-Fasi del motore a 4 tempi-
Problemi legati all'espansione: Sono vari, come la scarsa tenuta dei vari organi come lefasce del pistoneallevalvole a fungo(nei motori a 4 tempi), infatti questi difetti sono dannosi al funzionamento, perché oltre a portare un calo di potenza si può avere un'alterazione nelle altre fasi del ciclo e nel caso del 4 tempi una probabile peggiore lubrificazione. Un altro problema può essere dato dalla cattiva combustione, che porta a una ridotta espansione o ad un'eccessiva espansione dei gas nella fase iniziale, creando a seconda del caso o un imbrattamento generale del motore o ad un surriscaldamento. Questi effetti sono abbastanza avvertibili, ma di solito è abbastanza semplice correggere, con una nuova carburazione.
I "vasi d'espansione" sono dei dispositivi idraulici, comunemente presenti nelle caldaie per il riscaldamento domestico, che svolgono la funzione di compensare l'aumento di volume dell'acqua dovuto all'innalzamento della temperatura della stessa, sia negli impianti di riscaldamento che in quelli di produzione di acqua calda sanitaria, evitando così pericolosi sbalzi e colpi d'ariete.
Il vaso di espansione può essere di tipo aperto o chiuso:
Il vaso "aperto" pone il fluido a diretto contatto con l'atmosfera. Per compensare correttamente la pressione del circuito, deve essere collocato necessariamente nel punto più alto dell'impianto, al di sopra della caldaia e di tutti i termosifoni. In molti casi svolge anche la funzione di punto di accesso per il riempimento del circuito. La pressione che si crea nell'impianto è pari a quella della colonna di acqua esistente tra il vaso aperto e la caldaia. Ogni metro di dislivello verticale, produce un pressione di circa 0,1 atmosfere.
Il vaso di espansione "chiuso" a membrana (diaframma) è costituito da un contenitore chiuso suddiviso in due parti da una membrana che separa l’acqua dal gas (in genere azoto) e che agisce da compensatore della dilatazione.
A seguito dell’incremento di temperatura, nel vaso si produce un aumento di pressione rispetto al valore di precarica a freddo, fino a raggiungere il valore corrispondente alla massima dilatazione.
"Autoclavi"pergli impianti di distribuzione idrosanitari;
Nei circuiti di raffreddamento delle automobili, anche qui per compensare gli effetti della dilatazione termica;
Negli impianti di irrigazione, sia per evitare i colpi d'ariete, sia per facilitare la regolazione della pressione tramite unpressostatoche comanda il motore della pompa;
-A partire da sinistra: "caldaia", "per riscaldamento domestico", "autoclave", "per raffreddamento auto", "per irrigazione"-
Gli espansori per tubi: Di tipo "manuale":
Di tipo "elettromeccanico" (molto più comodi e pratici dei primi):
"A sfera", con pressione continua senza tempi di carico:
"In spinta", per tubi e forcelle inox grossi spessori:
"Per la produzione industriale" (programmazione del lavoro tramite software specifici):
mercoledì 30 maggio 2012
Espansione della "Terra": Tettonica delle placche: l'evoluzione del nostro Pianeta secondo gli scienziati
L'energia nucleare è una fonte energetica da valutare attentamente sia negli aspetti positivi che negativi. In primo luogo è necessario comprendere il suo funzionamento. Nelle centrali nucleari l'energia scaturisce dal bombardamento dell'uranio con neutroni. Il nucleo dell'uranio si divide in due nuclei più piccoli tramite un processo detto di "fissione nucleare" durante il quale si genera energia e altri neutroni che, a loro volta, continueranno a far dividere i nuclei di uranio dando luogo alla famosa "reazione a catena nucleare". Durante questo processo viene emessa radioattività ad alta intensità. Gli oggetti e i metalli esposti alle radiazioni diventano essi stessi radioattivi, ossia scorie radioattive. Le scorie dovranno essere stoccate per migliaia di anni fin quando non decade il livello di radioattività. Il grado di radioattività non consente all'uomo di avvicinarsi alle scorie e, al momento, la scienza non è in grado di distruggere le scorie radioattive o di accelerare il periodi di decadimento della radioattività.
Le armi nucleari
Geografia:
█Stati con armi nucleari aderenti al TNP(Cina, Francia, Regno Unito, Russia, USA) █Stati con armi nucleari non aderenti al TNP (India, Corea del Nord, Pakistan)
l'energia liberata varia da migliaia a milioni di volte di quella emessa
dalle bombe a esplosivo chimico;
all'atto della detonazione emettono radiazioni luminose, termiche e
radioattive, capaci di provocare danni alle persone e alle cose a distanze molto
rilevanti;
le sostanze che restano dopo l'esplosione insieme con quelle che vengono
eventualmente strappate al terreno o all'acqua sono fortemente radioattive, e
quindi, ricadendo sulla terra, possono produrre contaminazioni su zone la cui
ampiezza può raggiungere le decine di migliaia di kmq.
Si possono
distinguere quattro tipi di esplosioni: aerea, superficiale, subacquea,
sotterranea.
Nelle esplosioni "aeree" i prodotti di reazione, l'involucro della
bomba, le altre parti dell'arma e l'aria circostante sono riscaldate fino a
raggiungere temperature estremamente elevate, dell'ordine di parecchi milioni di
gradi (le temperature delle normali bombe al tritolo non superano i
5000°C). Le grandi quantità di calore prodotte dall'esplosione trasformano
tutti i materiali presenti nella bomba in gas, con conseguente sviluppo di
pressioni molto elevate dell'ordine delle centinaia di migliaia di atm. Pochi
milionesimi di secondo dopo l'esplosione della bomba atomica , i gas
estremamente caldi e compressi appaiono come una massa di forma pressoché
sferica, dotata di una straordinaria luminosità, che viene comunemente chiamata
"sfera di fuoco". Subito dopo la formazione, la sfera di fuoco comincia a
espandersi; tale sviluppo è accompagnato da una diminuzione della temperatura e
della pressione e, quindi, anche della luminosità. Quando la sfera di fuoco è
ancora luminosa, la temperatura al suo interno è ancora così elevata,
che i materiali componenti la bomba sono allo stato di vapore. Tali vapori sono
composti da prodotti di fissione (estremamente radioattivi), dall'uranio (o
plutonio o altri composti esplosivi), che non hanno partecipato all'esplosione,
dall'involucro e dagli altri materiali componenti la bomba. Quando la
temperatura scende a valori più bassi, i vapori si condensano e formano una
nube, contenente particelle solide (detriti) e piccole gocce d'acqua,
provenienti dall'aria succhiata durante l'ascensione della sfera di fuoco. In
relazione all'altezza di scoppio e alla natura del terreno sottostante, all'atto
dell'esplosione si genera un forte risucchio nelle immediate vicinanze; questo
fenomeno provoca l'aspirazione di vari quantitativi di polvere e macerie, che
vengono così inglobati nella nube atomica. In una prima fase i residui materiali della bomba atomica trasportano queste
particelle verso l'alto, ma dopo un certo tempo esse cominciano cadere
lentamente a causa della forza di gravità, con velocità dipendente dallo loro
grandezza. Quando la nube atomica ha raggiunto una quota in cui la sua densità è
uguale a quella dell'aria circostante, oppure quando essa raggiunge la base
della stratosfera, una parte della nube cessa d'innalzarsi e incomincia ad
espandersi orizzontalmente, dando così luogo alla formazione della nuvola a
forma di fungo, che è la caratteristica delle esplosioni nucleari.
Nel
caso di esplosioni "superficiali", la sfera di fuoco, nel corso della sua
espansione, viene rapidamente a contatto con la superficie terreste; in
conseguenza di ciò, un considerevole quantitativo di terreno e altri materiali,
situati nella zona di contatto, vengono vaporizzati e inclusi nella sfera di
fuoco. La differenza tra l'esplosione aerea e quella superficiale consiste,
pertanto, principalmente nel fatto che in questo secondo caso la nube atomica è
molto più carica di detriti solidi.L'aspetto più importante dell'esplosione
superficiale è la genesi del cosiddetto fall-out (pioggia radioattiva). Tale
pioggia è dovuta al fatto che il numero di particelle solide, presenti nella
nube atomica, è talmente elevato che una fortissima percentuale dei prodotti di
fissione viene incorporata, nel corso del raffreddamento, nelle particelle fuse
di terra e di altri materiali solidi. La pressione esercitata sull'aria
circostante dai materiali gassosi che formano la sfera di fuoco, genera un'onda
esplosiva che è la causa degli effetti meccanici della bomba atomica. Il
contorno esterno dell'onda esplosiva si chiama "fronte d'urto". All'inizio la
superficie della sfera di fuoco e del fronte d'urto coincidono; poi. quando la
velocità di espansione della sfera di fuoco diminuisce (alcuni decimilionesimi
di secondo dopo l'esplosione), il fronte d'urto si stacca dalla sfera di fuoco e
prosegue con una velocità superiore a quella del suono nell'aria.Quando
un'onda esplosiva tocca la superficie terrestre, essa viene riflessa in modo
analogo a ciò che accade quando un'onda sonora produce un'eco; l'onda riflessa,
come quella diretta, può causare danni materiali. In una certa regione dello
spazio, la cui posizione dipende principalmente dall'altezza di scoppio e
dall'energia liberata dalla bomba, l'onda diretta e quella riflessa si fondono;
questo fenomeno di fusione è chiamato"effetto Mach".
Nelle esplosioni
"subacquee" si ha pure la formazione di una sfera di fuoco, l'acqua circostante
viene fortemente illuminata dalla sfera di fuoco per un periodo di pochi
millesimi di secondo; la luminosità scompare quando la sfera di fuoco raggiunge
la superficie dell'acqua.La bolla di gas caldissima, che costituisce la sfera di fuoco nell'acqua, nel
corso della sua espansione, genera un'onda d'urto. In caso di esplosione con
acqua calma, la traccia dell'onda è visibile in superficie, sotto forma di
cerchi che si espandono rapidamente, apparentemente più chiari dell'acqua
circostante. Subito dopo l'apparizione di tali tracce, una colonna d'acqua e di
schiuma emerge sopra la zona dove è avvenuta l'esplosione.La velocità
iniziale con cui l'acqua si innalza è proporzionale alla pressione dell'onda
d'urto diretta e, perciò, è più grande nella direzione perpendicolare al punto
di scoppio. Di conseguenza l'acqua situata attorno alla superficie verticale
passante per il punto di scoppio si innalza più rapidamente. L'ascensione
della colonna d'acqua termina quando la spinta è equilibrata dall'effetto
congiunto della gravità e della resistenza dell'aria. La durata e l'altezza
dell'ascesa dipendono dalla potenza della bomba e dalla profondità di scoppio.
L'enorme quantità d'acqua che viene lanciata in aria comincia a ricadere molto
presto, e, essendo già minutamente suddivisa, finisce per essere completamente
polverizzata; pertanto, durante la caduta si forma, alla base della colonna, un
densissimo banco di nebbia a forma di ciambella, che si mette in moto
allargandosi radialmente come una grande ondata. La formazione di questo
banco di nebbia è importante perché, con ogni probabilità, esso è fortemente
radioattivo a causa dei prodotti di fissione condensati in seno alle singole
gocce d'acqua. La radioattività diffusa del banco di nebbia si somma alla
pioggia radioattiva (rainout), dovuta alla nube atomica e insieme costituiscono
la radiazione nucleare residua susseguente a un'esplosione subacquea. La quasi
totalità della radiazione termica emessa dalla sfera di fuoco viene assorbita
dall'acqua circostante.
Nelle esplosioni sotterranee, se lo scoppio si
manifesta a piccole profondità, si può verificare fuoriuscita della sfera di
fuoco, in questo caso la bomba provoca lo strappamento di grandi quantità di
terreno, così da formare una colonna analoga a quella che si forma
nell'esplosione subacquea. A causa dei materiali asportati dall'esplosione,
si forma un cratere di considerevole ampiezza. Il volume del cratere e la massa
di materiali strappati dal suolo aumentano in modo pressoché proporzionale
all'energia liberata dalla bomba. Le particelle di terreno incominciano a
ricadere sul terreno pochi secondi dopo l'esplosione e formano una nuvola di
polvere alla base della colonna, che si sposta verso l'alto. La rapida
espansione della sfera di fuoco nel terreno provoca la formazione di onde
sismiche, simili a quelle dei terremoti. Una parte dell'energia liberata viene
trasmessa all'aria circostante sotto forma di onda esplosiva; l'intensità del
fronte d'onda dipende essenzialmente dalla profondità a cui avviene l'esplosione
e della potenza della bomba. L'esplosione sotterranea, strappando un volume
di terreno maggiore che non quella superficiale, provoca l'immissione di un
grandissimo quantitativo di pulviscolo nella nube atomica e di conseguenza le
esplosioni di questo tipo sono sempre accompagnate da un'abbondante pioggia di
polvere radioattiva (fallout). Le particelle più pesanti ricadono subito in
zone vicino al cratere, Quelle più leggere rimangono più a lungo in aria e
possono essere trasportate a grande distanza dai venti.
Joule e Thomson eseguirono un’importante esperimento per determinare la dipendenza dell’energia interna di
un gas ideale dalle coordinate termodinamiche..
ESPERIMENTO: - Un contenitore a pareti rigide e diatermiche è costituito da due parti (non per forza uguali) separate da un rubinetto.
- La
parte sinistra contiene gas, in quella destra è stato fatto il vuoto.
- Il contenitore è immerso in un calorimetro. -
Il
termometro permette di rilevare l’eventuale cambiamento di temperatura del
fluido calorimetrico segnalando in tal modo uno scambio di calore tra gas e
calorimetro. - La temperatura di equilibrio sia "T". - Si
apre il rubinetto e si lascia espandere il gas nella parte destra del
contenitore. -Il
processo è irreversibile. - L'espansione è detta "libera" perchè non ci sono forze esterne agenti sul gas. - Sperimentalmente
si osserva che la temperatura rimane invariata.
- Il gas, quindi, non scambia calore con l'ambiente: [Q=0]
- Non scambia neanche lavoro con l'ambiente: [L:0]
- Dal 1°principio segue che ΔU=0 - Nell'espansione libera l'energia interna di un gas ideale non varia. - In realtà si osserva una piccola variazione di temperatura, tanto più piccola quanto più il gas è vicino alle condizioni del gas ideale. - Si assume quindi che per un gas ideale si avrebbe variazione di temperatura "nulla".
- Nella trasformazione il gas cambia sia pressione che volume, ma l'energia interna non varia.
- in conclusione, "l'energia interna del gas ideale può dipendere solo dalla temperatura"
Il brevetto ha sempre rappresentato, oltre che un "riconoscimento" al lavoro svolto da un inventore, un qualcosa che permetteva a quest'ultimo un regolare utilizzo della sua invenzione entro certi limiti ed impediva ad altri di utilizzare la sua innovazione o di produrla o venderla. Ecco riportati qui sotto alcuni brevetti che hanno portato via via dei miglioramenti nel loro campo d'applicazione:
fine '800..
Patrick H.Benade, residente in una piccola contea della Pennysylvania, verso la fine dell' '800 inventò un nuovo ed utile miglioramento dei tubo-espansori... brevetto: "Tube-Expander", 12 Agosto 1890, Patrick H.Benade
George T.Chapman, residente nella contea di Westchester dello Stato di New York, intorno al 1890 inventò un miglioramento per i tacco-espansori(i "ferri") dei cavalli... brevetto:"Heel-Expander for horses", 31 Marzo 1891, George T.Chapman
Carl A.Maxwell, cittadino dell' Ohio, intorno al 1950 sviluppò l'espansione dielementi tubolarie, inun senso più specifico, l'espansione deitubi metallicicontro le pareti dellesedidel tuboincui sono montati... brevetto: "Tube-Expander", 3 Gennaio 1950, Carl A.Maxwell
"FINE '400" Verso la fine del XV secolo, il nostro grandeLeonardo da Vincidimostrò la potenza del vapore con
"l'Archituono", costituito da un pentolone ben chiuso contenente un po' d'acqua. Dopo un paio d'ore di buon fuoco l'espansione del liquido trasformato in vapore faceva esplodere il pentolone in migliaia di pezzi.
"ETA' MODERNA" Nel 1606 gli esperimenti del napoletanoGiovanni Battista Della Portariuscirono ad utilizzare il vapore come forza motrice. Egli riuscì ad estrarre la potenza del vapore con un apparecchio molto semplice,
che faceva uscire dell'acqua dal suo contenitore con la sola pressione del
vapore. Con questo sistema gli "ingegneri" di Cosimo de' Medici, Granduca di Toscana, riuscirono a pompare dell'acqua da una miniera posta a 50 piedi sottoterra.
Il fuoco in E faceva evaporare l'acqua contenuta nel
recipiente D: il vapore prodotto entrava sotto pressione nel recipiente B,
sboccandovi sopra il livello dell'acqua ivi contenuta, che veniva forzata ad
uscirne attraverso il tubo C, pescante nel liquido stesso.
Esperimenti analoghi a quelli del Della Porta vennero compiuti anche dall'ingegnere Salomon de Caus, che nel 1615 pubblicò "La raison des forces mouvantes avec diverses machines tant utiles que plaisantes",dove è prevista la possibilità di utilizzare la forza espansiva del vapore per produrre energia motrice ed è descritta una macchina munita di valvole per sollevare l'acqua sfruttando l'energia dei raggi solari.
In tempi più recenti, le prime applicazioni del vapore si possono far risalire agli esperimenti diDenis Papined alla sua "pentola a pressione" del 1679 da cui partì per concepire idee su come sviluppare l'utilizzo del vapore. Le successive applicazioni si sono avute all'inizio del XVIII secolo, soprattutto per il pompaggio dell'acqua dalle miniere, con il sistema ideato nel 1698 da Thomas Savery; egli mise a punto una macchina a vapore senza stantuffo o elementi mobili che, con il semplice azionamento di tre valvole di intercettazione riusciva a svolgere un'azione di drenaggio acqua sollevandola ad un livello superiore (permetteva di sollevare acqua fino a circa 10 m di altezza). Qui sotto è mostrato il funzionamento della "Macchina di Savery":
In seguito, grazie all'invenzione del sistema cilindro-pistone(probabilmente dovuta a Denis Papin), la forza espansiva del vapore veniva convertita in movimento meccanico e generava così "lavoro". Il primo esempio di applicazione industriale di questo tipo è la"Macchina di Newcomen", del 1705, che era però grande, poco potente e costosa, quindi anch'essa veniva in genere usata solo per l'estrazione di acqua dalle miniere.
-Funzionamento della Macchina di Newcomen-
Solo più tardi però, grazie all'invenzione del condensatore esterno, della distribuzione a cassetti e del meccanismo biella-manovella, tutte attribuite aJames Watt a partire dal 1765, si è potuti passare da applicazioni sporadiche ad un utilizzo generalizzato nei trasporti e nelle industrie. In particolare, l'introduzione del condensatore portò a porre l'accento sulla differenza di temperatura caldaia-condensatore, e l'individuazione della fase espansiva senza riscaldamento, che migliorava il rendimento. La "Macchina di Watt" riduceva costi, dimensioni e consumi, e aumentava la potenza disponibile.
-Funzionamento della Macchina di Watt-
Video esplicativo del movimento:
Dal primo modello con 6CV si è passati in meno di 20 anni a locomotive con 600CV. Il motore a vapore, consentendo potenze assai maggiori di quelle fino ad allora disponibili ha svolto un ruolo importante nella rivoluzione industriale. Lo sviluppo del motore a vapore ha facilitato l'estrazione ed il trasporto del carbone, che a sua volta ha aumentato le potenzialità del motore a vapore. La seconda applicazione a cui fu usato il motore a vapore fu per muovere il mantice nelle fonderie nel 1776, mentre dal 1787 fu usato anche nelle cotonerie per filare. Nel 1830 vi erano 15.000 motori a vapore in Inghilterra, tra cui 315 piroscafi. Poiché il vapore d'acqua si ottiene somministrando calore all'acqua liquida, una parte essenziale del sistema che comprende il motore a vapore è il generatore di vapore, o caldaia. Il vapore viene poi inviato al motore, che può essere di due tipi fondamentali: alternativo o rotativo. Si usa di solito la locuzione motore a vapore per i soli motori alternativi, mentre quelli di tipo rotativo vengono definiti turbine ("turboespansori"). In quello alternativo (esempio: la macchina di Watt), in genere, la ruota azionata muove le valvole che consentono di sfruttare i due lati di ogni pistone, così in ogni singola rotazione del motore si hanno due fasi attive, mentre i motori a combustione interna hanno in genere un'espansione ogni 4 tempi. A partire dalla seconda metà del 1800 la quasi totalità dei motori a vapore ha utilizzato due, tre e anche quattro cilindri in serie: motori a doppia espansione e tripla espansione;
-Motore a "doppia" espansione-
-Motore a "tripla" espansione-
-Esempi di motore a "doppia espansione" (azione):
-Esempi di motore a "tripla espansione" (azione):
i diversi stadi lavorano con pressioni di vapore decrescenti in modo da sfruttare meglio la pressione degli scarichi degli stadi precedenti, che contengono ancora una certa potenza. La soluzione a tripla espansione fu adottata da tutte le navi della seconda metà dell' '800 e dei primi anni del '900. Come si può ben notare dal video qua sopra, il transatlantico Titanic era equipaggiato con due motori a vapore a tripla espansione uno per ciascuna delle due eliche laterali a quattro cilindri, uno ad alta pressione, uno a pressione intermedia e due a bassa pressione. Invece l'elica centrale era collegata ad una turbina a vapore mossa dal vapore a bassissima pressione scaricata dai due motori alternativi. ____________________________________________________________________________________ La macchina di Woolf fu la prima a sfruttare l'espansione del vapore in un
secondo cilindro per risparmiare carbone. Dopo aver lavorato nel primo
cilindro, il vapore alla pressione di circa 3 Kg/cm², si espande nel secondo
dove spinge uno stantuffo collegato allo stesso albero motore del primo. Per
aumentare il rendimento lo scarico viene fatto nel condensatore la cui pressione
è inferiore a quella atmosferica. Il secondo cilindro aveva il diametro di
circa 1 metro.
____________________________________________________________________________________ Proprio la soluzione a turbina (adottata a cominciare dalle navi militari a partire dal 1905) avrebbe soppiantato completamente in campo marino i motori alternativi prima di essere a sua volta soppiantata dai motori a combustione interna e dalle turbine a gas.
Le turbine a vapore rimangono in uso soprattutto nelle centrali elettriche come forza motrice per azionare gli alternatori trifase. Di fatto, nelle applicazioni tradizionali, oggi il motore a vapore è stato quasi completamente sostituito dal motore a combustione interna, che è più compatto e potente e non richiede la fase di preriscaldamento per mettere la caldaia in pressione, che si traduce in un ritardo prima di poter utilizzare il motore stesso.
