FISICA TECNICA

Crediti: 
6
Settore scientifico disciplinare: 
FISICA TECNICA AMBIENTALE (ING-IND/11)
Anno accademico di offerta: 
2016/2017
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Lingua di insegnamento: 

Italiano (disponibilità per eventuali spiegazioni specifiche in inglese)

Obiettivi formativi

Saper conoscere e valutare tutti i processi, naturali e industriali, che coinvolgano calore, lavoro e moto dei fluidi.

Prerequisiti

nozioni elementari di Fisica e di Matematica.

Contenuti dell'insegnamento

UNITÀ DI MISURA

ENERGIA, LAVORO, POTENZA

TERMODINAMICA: PRIMO E SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

DIAGRAMMI TERMODINAMICI

MISCELE DI ARIA E VAPOR D'ACQUA

I FLUIDI: DEFINIZIONI, STATICA, CINEMATICA E DINAMICA

PERDITE DI CARICO

TRASMISSIONE DEL CALORE: CONDUZIONE, CONVEZIONE, IRRAGGIAMENTO

MACCHINE FRIGORIFERE E POMPE DI CALORE

Programma esteso

IL METODO SCIENTIFICO; GRANDEZZE FISICHE E LORO PROPRIETÀ; COSA VUOL DIRE MISURARE; SISTEMA INTERNAZIONALE; GRANDEZZE FONDAMENTALI E GRANDEZZE DERIVATE; ESPONENZIALI E MULTIPLI DECIMALI. CIFRE SIGNIFICATIVE. IL CAMBIO DELL’UNITÀ DI MISURA; EQUAZIONI DIMENSIONALI. ERRORI DI MISURAZIONE. ENERGIA, LAVORO, POTENZA: DEFINIZIONI; ENERGIA CINETICA E POTENZIALE; TEOREMA DELLE FORZE VIVE (DELL'ENERGIA CINETICA); FORZE CONSERVATIVE; PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA MECCANICA. TERMODINAMICA: SISTEMA TERMODINAMICO; APPROCCIO MICROSCOPICO (TERMODINAMICA STATISTICA) E MACROSCOPICO; PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA PER SISTEMI CHIUSI; ENERGIA INTERNA; LAVORO DI VOLUME; ENTALPIA; PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA IN FORMA ENTALPICA PER SISTEMI CHIUSI.
DIAGRAMMA TERMODINAMICO (V, p); TRASFORMAZIONI REVERSIBILI E IRREVERSIBILI; SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: ENUNCIATI DI CLAUSIUS (+ LORENTZ) E KELVIN; MOTO PERPETUO DI SECONDA SPECIE; TEOREMA DI CARNOT; CICLO DI CARNOT; ENTROPIA; TEOREMA DI AUMENTO DELL'ENTROPIA; DIAGRAMMA (s, T).
MISCELE DI ARIA E VAPOR D'ACQUA: DEFINIZIONI DI BASE, UMIDITA' SPECIFICA, UMIDITA' RELATIVA, ENTALPIA SPECIFICA, CALORI SPECIFICI DELL'ARIA UMIDA, DIAGRAMMA DI CARRIER.
MISCELE DI ARIA E VAPOR D'ACQUA: STATO TERMODINAMICO DELL'ARIA UMIDA: TEMPERATURA DI BULBO SECCO, TEMPERATURA DI BULBO BAGNATO, TEMPERATURA DI RUGIADA; TRASFORMAZIONI DI UNA MISCELA ARIA VAPOR D'ACQUA: RISCALDAMENTO/RAFFREDDAMENTO SEMPLICE; RAFFREDDAMENTO CON DEUMIDIFICAZIONE.
I FLUIDI: DEFINIZIONI, DEFORMABILITA', COMPRIMIBILITA' (LIQUIDI E GAS), MASSA VOLUMICA, VISCOSITA', SFORZI TANGENZIALI, FLUIDI PERFETTI. ESEMPI E APPLICAZIONI SUGLI SFORZI TANGENZIALI IN UN FLUIDO: GEOMETRIA CILINDRICA, ALTRE GEOMETRIE. LA VISCOSITA' DINAMICA. LA LEGGE DI NEWTON E I FLUIDI NEWTONIANI. VISCOSITA'-TEMPERATURA: RELAZIONI PER GAS E LIQUIDI.
I FLUIDI: FLUIDI NON-NEWTONIANI: EQUAZIONE E CURVA REOLOGICA; LA CLASSIFICAZIONE; I REGIMI DI MOTO: IL NUMERO DI REYNOLDS.
STATICA DEI FLUIDI: PRESSIONE IN UN FLUIDO IN QUIETE; BILANCIO DI FORZE; VARIAZIONE DI PRESSIONE IN UN FLUIDO IN QUIETE; LEGGE DI STEVINO; LEGGE DI PASCAL; PRINCIPIO DEI VASI COMUNICANTI; IL CASO DEL TUBO AD U CON DUE LIQUIDI; LA LEGGE DI ARCHIMEDE.
CINEMATICA E DINAMICA DEI FLUIDI: METODO LAGRANGIANO ED EULERIANO; REGIME STAZIONARIO; LINEE E TUBI DI FLUSSO; EQUAZIONE DI CONTINUITA'; TEOREMA DI BERNOULLI.
TRASMISSIONE DEL CALORE: GENERALITA’ E DEFINIZIONI DI BASE. LA CONDUZIONE: LEGGE DI FOURIER, EQUAZIONE DI LAPLACE, STRATO PIANO SEMPLICE. LA CONVEZIONE: GENERALITA' E LEGGE DI NEWTON. IRRAGGIAMENTO: GENERALITA' E LEGGE DI STEFAN-BOLTZMANN, CORPI NERI, EMISSIVITA', POTENZA TERMICA RADIANTE NETTA TRA 2 SUPERFICI. MODALITA' COMBINATE DI SCAMBIO TERMICO.
LE MACCHINE FRIGORIFERE E LE POMPE DI CALORE.

Bibliografia

1) G. Lorenzini, “Elementi di Fisica Tecnica”, Pitagora Editrice, Bologna.
2) A. Giulianini, “Fondamenti di Fisica Tecnica”, Patron, Bologna.

Metodi didattici

Lucidi estesi proiettati ed illustrati dal docente; lavoro a gruppi tra gli studenti ed interazione costante studenti-docente.

Modalità verifica apprendimento

Esame solo scritto con quesiti di teoria ed esercizi.