programma svolto as 2014-1015
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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
