L’UOMOE

LA MACCHINA

La macchina di Savery• Struttura

• Funzionamento

• Ciclo ideale

• Ciclo reale

• Rendimento

Struttura

Caldaia

Cisterna

Miniera

Discarica

Funzionamento

Fase IL’acqua viene introdotta nella caldaia, attraverso la valvola A, dove viene portata ad ebollizione, cioè trasformata in vapore.

Fase IILa cisterna, inizialmente piena d’acqua, viene messa in collegamento sia con la caldaia (valvola B) sia con la discarica (valvola D),mentre la valvola di collegamento con la miniera (C) rimane chiusa. A questo punto il vapore proveniente dalla caldaia, esercita una pressione sulla superficie dell’acqua della cisterna, che viene spinta nella discarica.

Fase IIIQuando il vapore occupa tutto il volume del cilindro, si chiudono le valvole D e B e si apre la valvola C. Il vapore nella cisterna dunque inizia a raffreddarsi, aiutato anche da un getto di acqua fredda; in questo modo si viene a creare un vuoto parziale all’interno del cilindro e l’acqua nella miniera viene spinta dalla pressione atmosferica nella cisterna.

Fase IVQuando il cilindro è pieno d’acqua, si chiude il rubinetto di collega mento con la miniera, si riaprono gli altri due e si ricomincia il ciclo.

Ciclo idealeIpotesi

1) L’aria contenuta all’interno della macchina, si mescola il meno possibile con il vapore.

2) L’acqua che viene pompata dalla miniera deve rimanere separata dall’acqua che si ottiene dalla condensazione del vapore, in modo da poter seguire il ciclo termodinamico di una data quantità di vapore, anche quando in realtà ne introduciamo di nuovo.

3) Il vapore deve lavorare in modo reversibile, quindi secondo trasformazioni quasistatiche vicine in ogni punto a posizioni di equilibrio.

Trasformazioniun’isoterma-isobara alla temperatura TA e pressione pA, corrispondente all’espansione quasistatica del vapore, dal volume iniziale al volume finale.

un’isocòra relativa alla fase di condensazione di parte del vapore, quindi al suo raffreddamento e alla diminuzione della pressione al valore pB (il volume è considerato costante).

un’altra isoterma-isobara alla pressione pB e temperatura TB relativa alla condensazione del vapore (trasformazione quasistatica).

un’altra isobara, cioè la trasformazione reversibile ideale, che consiste nel riscaldare nuovamente il vapore fino alla temperatura iniziale.

Il lavoro W ideale si può dunque ricavare calcolando l’area del ciclo (rettangolo sul piano PV):

W = Δp • ΔV = (pA – pB) • (Vfin – Viniz) = Qg (Dh1 +Dh2) • ΔV = QghΔV

Ciclo reale•Fase I - il vapore si espande, come previsto dal ciclo reale, a temperatura e pressione quasi costanti. La temperatura e la pressione sono, però, più alte di quelle calcolate a causa delle resistenze nei tubi, delle dispersioni di calore e della condensazione di parte del vapore;

•Fase II – la trasformazione è ancora un’isocòra, ma il pompaggio si innesca ad una temperatura inferiore a quella prevista, sempre a causa degli attriti;•Fase III – in questa fase il comportamento della macchina si discosta nettamente da quello previsto a livello teorico e le trasformazioni che avvengono non possono più essere approssimate con trasformazioni reversibili: infatti l’acqua che entra nella beuta, si trova a temperatura ambiente e provoca un rapido abbassamento della temperatura del vapore. Questa ulteriore diminuzione della temperatura provoca, una condensazione del vapore maggiore di quella richiesta per mantenere la differenza di pressione necessaria per far superare il dislivello, e si ha quindi, una diminuzione di pressione non voluta che serve solo ad accelerare il pompaggio. Non è più possibile dunque definire una linea, sul piano PV, che rappresenti la trasformazione subita dal sistema, poiché è impossibile riconoscervi uno stato di equilibrio, e quindi una pressione caratterizzante quello stato, ma solo un’area da individuare mediante l’uso dei dati sperimentali, in cui avviene una trasformazione reale. Si possono misurare le temperature corrispondenti a diversi valori di volume occupato dal vapore, ma e necessario tenere conto del fatto che esse non corrispondono alla temperatura del vapore, che non è in equilibrio termico, ma solo alla temperatura di quella parte di vapore che circonda il termometro;•Fase IV – il sistema viene riportato rapidamente alle condizioni iniziali chiudendo la valvola di comunicazione con la miniera e aprendo il rubinetto della caldaia.

In conclusione anche senza calcolare l’area del ciclo reale è evidente che essa è maggiore di quella prevista per il caso ideale, pur avendo fornito lo stesso lavoro effettivo: il

lavoro in più è stato evidentemente dissipato nell’ambiente quindi, non è più utilizzabile. La macchina reale ha dunque un rendimento inferiore di quella ideale; si può notare

infatti che una macchina di Savery ideale che lavorasse a temperature e pressioni della macchina reale, fornirebbe un lavoro maggiore di quello effettivamente fornito:

Wideale = Δp • ΔV

RendimentoIl rendimento dunque si può calcolare come:

η = W/Q

Per avere poi un termine di confronto, si può calcolare il rendimento della macchina reversibile che lavori su un ciclo di Carnot tra le stesse temperature di funzionamento:

In generale, comunque, l’efficienza della macchina di Savery è molto bassa e pari a circa il 2% della corrispondente macchina di Carnot.

La prima rivoluzione industriale

Introduzione

Elementi che la determinarono Settori coinvolti Divisione del lavoro

Introduzione

Periodizzazione Localizzazione

Periodizzazione

Tra il 1750 e il 1780

Localizzazione

Inghilterra

Elementi che la

determinarono

Rivoluzioneagricola

Situazionepolitica CapitaliRivoluzione

tecnologicaSviluppo

demografico

Rivoluzione agricola

Grazie al fenomeno delle enclosures, il possesso delle terre si concentrò nelle mani di pochi grandi e medi proprietari terrieri, con la costituzione di ampie unità di produzione, basate sul lavoro salariale.

Gli stessi proprietari con i loro capitali impiantarono le prime manifatture. Ci fu un esodo dalle campagne alle città per trovare

lavoro.

Sviluppo demografico

Da 6 milioni di abitanti del 1740 si passò agli oltre 14 milioni del 1830 per aumento natalità dovuta alla mancanza di carestie e abbassamento

età dei matrimoni e aumento degli stessi.

Situazione politica

La stabilità politica, il rafforzamento del ruolo del Parlamento e la vivacità della società civile, rendevano le istituzioni inglesi più

dinamiche e più aperte alle innovazioni, rispetto a quelle continentali.Inoltre la politica coloniale rese disponibili vasti mercati di

approvvigionamento e smercio.

Rivoluzione tecnologica

Lo sviluppo delle scienze e l’atmosfera illuministica, di fiducia nella ragione e nel progresso permise di passare da utensili azionati dalla

forza dell’uomo a macchine sempre più complesse. Fondamentale fu la scoperta della macchina a vapore di Watt brevettata nel 1775 e dei telai

meccanici.

Capitali

I capitali provenivano dai proprietari terrieri ed in seguito dai mercanti che con il proliferare dei commerci aumentarono le loro ricchezze.

Settori coinvolti

Industria Trasporti e vie di comunicazione

Commercio

Industria

Il settore trainante della rivoluzione industriale fu sicuramente quello tessile che generò domanda di prodotti meccanici (fusi, telai e simili) e questo produsse, a propria volta, un

aumento della domanda di ferro e acciaio, quindi di prodotti minerali. Come osservo Marx nel Capitale “la trasformazione del metodo di produzione di una sfera industriale, porta con

sé un’analoga trasformazione nelle altre sfere…Così la filatura meccanica ha reso necessaria la tessitura meccanica ed ambedue hanno provocato la rivoluzione chimico-

meccanica della candeggiatura, dello stampaggio e della tintoria... La rivoluzione nell’industria e nell’agricoltura hanno reso necessaria una rivoluzione…nei mezzi di

trasporto e comunicazione”.

Trasporti e vie di comunicazione

Con la macchina a vapore si trasformarono anche i trasporti, sia ferroviario che marittimo, favorendo il traffico delle merci e più tardi

anche delle persone.

Commercio

Il cospicuo aumento del volume degli scambi, fa perdere al commercio il suo carattere periodico e lo trasforma in un’attività costante che si va sempre più perfezionando ed articolando e la circolazione commerciale

non riguarda più solo le merci di lusso ma i generi di consumo di massa e non più solo l’Inghilterra ma tutte le colonie.

Divisione del lavoro

Condizioni di lavoro

DIVISIONE DEL LAVORO

L’uomo incominciò a lavorare in fabbrica e a dipendere dalle macchine e, in base ad una crescente divisione del lavoro, imposta dalla

complessità meccanica del processo produttivo, cominciò ad eseguire solo l’operazione parziale affidatagli e come dice Marx nel Capitale: “la stessa maggior facilità del lavoro diventa una tortura, in quanto la macchina non toglie al lavoratore la fatica, ma toglie ogni interesse al

lavoro”.

Condizioni di lavoro

Le condizioni di lavoro createsi risultarono quindi molto gravose, e, soprattutto nell’industria tessile, ci fu largo impiego di donne e di bambini che furono sottoposti a

livelli disumani di sfruttamento. La condizione operaia era caratterizzata dalla estrema precarietà del posto di lavoro ed era aggravata da tutti i problemi connessi al

processo d’inurbanamento; gli operai erano costretti ad abitare in situazioni di sovraffollamento, in case fatiscenti vicino alle fabbriche e in pessime condizioni

igieniche. Facile divulgazione ebbero, come conseguenza di questa situazione, le teorie socialiste e il sorgere di nuovi mezzi di azione e lotta politica (sindacati).

La seconda rivoluzione industriale

Introduzione

Aspetti generali Conseguenze

Introduzione

Periodizzazione Localizzazione

Periodizzazione

Tra la seconda metà del XIX secolo e gli inizi del XX

Localizzazione

Europa e Stati uniti

Aspettigenerali

Sistemaeconomico

efinanziario

Industria

La società:il

consumismoe

la societàdi massa

Colonialismoe

imperialismoPolitica Divisione

del lavoro

Sistema economico e finanziario

Declino dei valori della libera concorrenza e nascita delle grandi consociazioni (holdings), dei consorzi (cartelli o pools), delle

concentrazioni (trust) fra imprese indipendenti. In questo modo, aumentando il bisogno di capitali, le imprese per operare avevano bisogno delle banche. Questo intreccio fra industria e finanza fu

definito dagli economisti marxisti col nome di capitalismo finanziario.

Politica

Protezionismo, per cui l’industria nazionale cresce favorita dai dazi doganali e dalla politica di sostegno diretto dei governi.

Colonialismo e imperialismo

I maggiori stati Europei, alla ricerca di prestigio, di materie prime e di nuovi mercati di vendita, si lanciano nella conquista dei continenti

Africano ed Asiatico, forti della potenza dei loro eserciti.

Industria

Il processo di sviluppo affondò le proprie radici soprattutto nella scoperta di due nuove fonti di energia: il petrolio e l’elettricità. Nessun settore

produttivo rimase estraneo all’ondata di rinnovamento tecnologico degli ultimi decenni dell’800, ma gli sviluppi più interessanti si concentrarono

in industrie relativamente “giovani” come quella chimica o come quel particolare ramo della metallurgia dedito alla produzione dell’acciaio.

Divisione del lavoro

Con l’uso sistematico delle macchine e la standardizzazione della produzione, la fabbrica, da unità produttiva semplice, divenne un sistema complesso, formato da un gran numero di

“processi meccanici interconnessi”, ognuno dei quali doveva essere sincronizzato e reso funzionale agli altri (catena di montaggio).

In questo quadro si affermò lo scientific management, l’organizzazione scientifica del lavoro industriale, introdotta, teorizzata e diffusa dall’ingegnere americano Frederick W. Taylor,

da cui prese il nome di “taylorismo”.Esso mirava ad ottenere un basso costo della manodopera e a mantenere, allo stesso tempo, un alto livello dei salari e si prefiggeva di raggiungere questi due obbiettivi attraverso una maggiore produttività. Esso venne attuato nell’industria automobilistica da Henry Ford.

La società: il consumismo e la società di massa

Il progresso consistette nel consumo messo alla portata di tutti. La produzione industriale ed il commercio mondiale raddoppiarono e

aumentò anche il livello medio dei salari. Ciò provocò una domanda sempre più forte dei beni di massa (abiti, scarpe, mobili, ecc.) che incominciarono ad essere prodotti in serie e venduti nei negozi.

Conseguenze

Urbanizzazione Il Capitalismo

La BelleEpoque

eil positivismo

Contestazionioperaie

e dottrinesocialiste

Urbanizzazione

La città cresce, dotandosi di una quantità sempre maggiore di servizi e negozi (illuminazione pubblica, sistema fognario, strade asfaltate,

ospedali, scuole, trasporti pubblici, grandi magazzini, teatri, stadi).

Capitalismo

Tra la fine del XIX secolo e gli inizi del XX il capitalismo monopolistico si era affermato nella gran parte dei paesi industrializzati, determinando una

vasta riorganizzazione dei settori produttivi, nonché della stessa società. Nello stesso periodo i paesi capitalistici operarono per difendere le proprie industrie,

innalzando barriere doganali, e conquistare nuovi mercati per le proprie merci, attuando un rilancio di politiche colonialiste e imperialiste che furono

alla base dello scoppio della prima guerra mondiale.

Contestazioni operaie e dottrine socialiste

Nel 1867 Marx diede alle stampe il primo volume del “Capitale”, in cui preannunciava la rivoluzione sociale ed il trionfo del collettivismo, fondato sulla proprietà comune dei beni. Non si trattava più del socialismo mirante ad attuare riforme graduali e senza l’uso della

violenza che animava fino ad allora le proteste operaie, ma piuttosto di un comunismo che si proponeva la totale trasformazione della società, per mezzo della lotta di classe, fino alla

vittoria del proletariato. Marx mirava all’eliminazione della sfruttamento del lavoro, che è sempre stato alla base del profitto dei capitalisti. I governi cercarono di fronteggiare questa

situazione, varando leggi e riforme a favore dei lavoratori, riducendo le ore di lavoro, soprattutto per le donne e i ragazzi, migliorando le condizioni igieniche, economiche,

culturali e assicurative.

Belle Epoque e positivismo

Nelle città si stava affermando la moderna società delle macchine, dalla quale si irradiavano i nuovi miti del progresso, della prosperità, della felicità materiale (Belle Epoque): traguardi

questi, che erano raggiungibili da un vasto numero di persone. Soprattutto le classi colte (intellettuali) e borghesi vengono abbagliati da questo raggiunto benessere e al loro interno

si sviluppa quindi, un movimento filosofico detto “positivismo” che pone la scienza come linguaggio comune per la cultura, il nuovo fattore di unità della società occidentale. Il

pensiero positivista, definito da Auguste Comte intorno alla metà del secolo XIX, consiste nell’individuare un modello di società fondato sulla fiducia nella scienza, sul potere

“spirituale” degli scienziati e su quello “temporale” degli industriali, guide dell’umanità sulla strada del progresso.

La terza rivoluzione industriale

Caratteristiche

"La rivoluzione informatica è paragonabile a quella industriale del primo Ottocento. E Internet è paragonabile alle ferrovie: come

accadde con lo sviluppo dei trasporti su rotaia un secolo e mezzo fa, la rete darà un'enorme spinta ai commerci. Le ferrovie ridussero le

distanze tra i mercati, Internet le annullerà. Il mondo non ha ancora capito che il Duemila è l'anno primo dell'economia globale."

(Peter Drucker, economista).

FINE

• Tesina di Altan Davide

• Classe 5ªC

• Liceo scientifico statale “Le Filandiere”

• Anno scolastico 2003/2004