ESEMPI DI DOMANDE D’ESAME
TERMODINAMICA
Il primo principio della termodinamica per sistemi chiusi. Il lavoro nei
processi reversibili per trasformazioni isobare, isocore e isoterme dei gas
ideali.
Il primo principio della termodinamica per sistemi aperti. Il lavoro nei
processi reversibili per trasformazioni isobare, isocore e isoterme dei gas
ideali.
Il calore specifico a pressione costante e a volume costante.
Il gas ideale e la teoria cinetica del gas ideale.
Le trasformazioni politropiche per il gas ideale.
Illustrare il ciclo di Carnot e dimostrare che il suo rendimento dipende
solo dalle temperature delle due sorgenti.
Il secondo principio della termodinamica. Uguaglianza di Clausius.
Entropia. Si arrivi ad una relazione per calcolare le variazioni di entropia
nel gas ideale.
CICLI TERMODINAMICI
La cogenerazione: spiegarne il significato, disegnare lo schema dei due
impianti fondamentali e riportarli sul diagramma T-s.
Il ciclo Otto: elencare tutte le ipotesi semplificative iniziali, spiegare i 4
processi che lo compongono e disegnarlo sul diagramma p-v e T-s.
Ricavare il rendimento e diagrammarlo in funzione di rv.
Il ciclo Diesel. Illustrarne le varie trasformazioni, disegnarlo sui due
diagrammi p-v e T-s e dimostrare infine come si arriva a determinarne il
rendimento termico.
Il ciclo Rankine e i suoi componenti. Disegnarlo sui diagrammi T-s e h-s.
Ricavarne il rendimento in funzione delle entalpie e delle temperature.
Il ciclo Rankine rigenerativo con scambiatore a miscela. Disegnarne lo
schema e riportarne poi i punti sul diagramma T-s. Scrivere il
rendimento.
Il ciclo Rankine rigenerativo con scambiatore NON a miscela. Disegnarne
lo schema e riportarne poi i punti sul diagramma T-s. Scrivere il
rendimento.
I motori turbina a gas ed il ciclo Brayton-Joule: disegnare lo schema dei
due cicli (aperto e chiuso), spiegare le 4 fasi che compongono il ciclo
chiuso e riportarle sui diagrammi p-v e T-s. Ricavare poi il rendimento
termico η e diagrammarlo in funzione di rp.
Il ciclo Brayton-Joule con rigenerazione: disegnarne lo schema, e
riportarlo sul diagramma T-s. Ricavare il rendimento termico η e
confrontarlo con quello senza rigenerazione sul diagramma η-rp.
Il ciclo inverso. Illustrarne tutte le varie fasi e disegnarlo sui diagrammi
T-s e p-h. Ricavare il coefficiente di effetto utile per un frigorifero ed una
pompa di calore. Sottoraffreddamento e surriscaldamento.
Il ciclo frigorifero a doppia compressione e doppia laminazione e quello in
cascata. Dopo averne disegnato lo schema riportarlo sui diagrammi T-s e
p-h. Scrivere il coefficiente di effetto utile.
TRASMISSIONE DEL CALORE
Ricavare l’equazione generale della conduzione in coordinate piane.
Integrazione dell’equazione generale della conduzione per una lastra
piana senza generazione interna di calore e per due lastre piane in serie
e in parallelo.
Integrazione dell’equazione generale della conduzione per una lastra
piana con generazione interna di calore.
Integrazione dell’equazione generale della conduzione per un cilindro con
generazione interna di calore.
Integrazione dell’equazione generale della conduzione per uno strato
cilindrico senza generazione interna di calore.
Le variazioni periodiche di temperatura: scrivere le due relazioni relative
all’andamento della temperatura sulla superficie del terreno e a
profondità x spiegandone il significato. Riportare inoltre tale andamento
su un diagramma in funzione del tempo e della profondità x.
La conduzione in regime non stazionario: corpi a resistenza interna
trascurabile. Ricavare la relazione per il calcolo dell’andamento della
temperatura e diagrammarla in funzione del tempo.
La convezione forzata e naturale: si illustri il significato dello strato limite
dinamico e dei numeri adimensionali Re, Nu, Pr e Gr.
Il coefficiente di scambio termico globale K per una parete piana:
elencare le ipotesi iniziali e dimostrare la relazione finale.
Il coefficiente di scambio termico globale K per uno strato cilindrico:
elencare le ipotesi iniziali e dimostrare la relazione finale.
Gli scambiatori di calore a tubi concentrici in equi e controcorrente:
partendo dalle ipotesi iniziali dimostrare la relazione utilizzata per il
calcolo dell’area.
L’efficienza di uno scambiatore di calore.
La radiazione termica: enunciare e dimostrare la legge di Lambert per il
corpo nero.
La radiazione termica: enunciare e dimostrare la legge di Wien per il
corpo nero.
La radiazione termica: enunciare e dimostrare la prima legge di Kirchoff.
La radiazione termica: enunciare e dimostrare la legge di reciprocità dei
fattori di forma.
La radiazione termica: ricavare la relazione per il calcolo dello scambio
termico radiativo tra superfici nere.
La radiazione termica: ricavare la relazione per il calcolo dello scambio
termico radiativo tra superfici non nere.
