PROGRAMMA SVOLTO AS 2014-1015
Classe 4I
Docente Mauro Tonellato
Docente copresente Valter Gusella
Tecnologie Chimiche Industriali
PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Sistema e ambiente
Variabili di stato
Trasformazioni reversibili e irreversibili
Lavoro ed energia
Principio zero: temperatura e calore
Esperimento di Joule su equivalenza calore-lavoro
Primo principio
Calore specifico
Entalpia
Calcolo del lavoro in trasformazioni isoterme e adiabatiche
BILANCI DI MATERIA ED ENERGIA
Equazioni di bilancio e principi di conservazione di materia ed energia
Bilanci di materia
Bilanci di energia in sistemi dove non avvengono reazioni
TRASFERIMENTO DI CALORE
Conduzione
Convezione
Irraggiamento
APPARECCHIATURE PER LO SCAMBIO TERMICO
Scambiatori di calore
Scambiatori a doppio tubo
Scambio i equicorrente e in controcorrente
Coefficiente di trasferimento locale
Equazione di trasferimento e temperatura media logaritmica
Equazioni di bilancio e calcoli di dimensionamento
Scambiatori a fascio tubiero
Condensatori e ribollitori
Vapore e trasferimento di energia termica
Controlli di temperatura negli scambiatori
SECONDO E TERZO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Macchine termiche
Secondo principio ed enunciati di Kelvin, Planck e Clausius
Cenni sul ciclo di Carnot
Entropia
Disuguaglianza di Clausius
Calcolo del DS per trasformazioni di gas isoterme, isobare adiabatiche
Entropia e struttura della materia
Terzo principio
Energia libera lavoro ed equilibrio
DIAGRAMMI DI FASE
Diagrammi di fase di sostanze pure: acqua e CO2
Regola delle fasi
Stato supercritico
Evaporazione di sostanze pure
Tensione di vapore
Equazione di Clausius Clapeyron
Equilibrio liquido vapore nelle soluzioni
CONCENTRAZIONE
Aspetti generali
Evaporatori a singolo effetto
Bilanci di materia ed energia legati all’evaporazione
Equazione di trasferimento
Bilanci di energia al condensatore barometrico
Comportamento reale delle soluzioni
Innalzamento ebullioscopico ed abbassamento crioscopico
Entalpia delle soluzioni
Influenza delle variabili di processo
Evaporatori con ricompressione meccanica dei vapori
Schemi di controllo degli impianti di evaporazione
TERMODINAMICA CHIMICA
Legge di Hess ed entalpia di reazione
Stato standard e ΔH° di formazione
Legge di Hess e cicli entalpici
Entalpia di combustione e potere calorifico
Energia libera, stato standard e ΔG° di formazione
Calcolo del ΔG° al variare della temperatura
Relazione tra costante di equilibrio e ΔG°
CINETICA CHIMICA
Velocità delle reazioni
Meccanismo di reazione, molecolarità e ordine di reazione
Cinetica del primo ordine
Decadimento di nuclidi radioattivi
Cinetica del secondo ordine
Determinazione dell’ordine di reazione dalle velocità iniziali
Velocità di reazione e temperatura
Catalizzatori ed energia di attivazione
Equazione di Arrenius
POLIMERI E MATERIALI
Definizioni
Polimeri naturali, artificiali, sintetici
Polimeri termoplastici, termoindurenti
Polimeri plastici, elastomeri
Omopolimeri e copolimeri
Polimeri lineari, ramificati, reticolati
Cristallinità
Transizione vetrosa
Grado di polimerizzazione
Polimeri di policondensazione
Nylon 66, kevlar, poliestere, policarbonato, poliuretano, poliuretano espanso
Polimeri di poliaddizione per apertura di anello
Nylon 6, resine epossidiche
Polimeri di poliaddizione
Polietilene, polipropilene, polistirene
Polimeri artificiali
Ryon viscosa, acetato di cellulosa, nitrato di cellulosa
Laboratorio:
Q riscaldamento ghiaccio-vapore da -10 a 100 °C di 20 g H2O
Q latente ghiaccio (80 cal/g)
Q latente vapore (540 cal/g)
Potere calorifico paraffina: calcolo (circa 9.000 cal/g)
Impianto: Gruppo caldaie Marconi
Impianto: Caldaie produzione vapore ex Natta
Calorimetro di Mahler
Curva distillazione benzina
Punto infiammabilità combustibile
Colonna di distillazione
Produzione metano da segatura
Impianto produzione Biogas
Impianto concentrazione
Impianto depurazione Marconi
